玻璃工艺11玻璃的着色和脱色
《玻璃工艺学》教学大纲
《玻璃工艺学》课程教学大纲英文名称: Glasses Technology课程编码:E014404课内教学时数：80学时,其中课堂授课64学时，实验16学时。
学分：5学分；适用专业：无机非金属材料工程本科开课单位：应用化学与环境工程系撰写人：王秋芹审核人：制定（或修订）时间：2014年8月一、课程的性质和任务玻璃工艺学是无机非金属材料专业的主要专业选修课程之一。
本课程旨在使学生掌握玻璃工艺的同时，培养学生实践能力，培养自学、讲解、协作和分析的综合能力。
要求学习本课程前应修完普通物理、材料物理、普通化学、材料科学基础、材料制备技术、无机材料化学、玻璃与非晶态材料等课程。
开设这门课的目的是让学生了解玻璃的种类、结构特点、基本性能、原料组成和制备工艺,了解玻璃在各个领域的应用现状和发展趋势.通过这门课的学习使学生对玻璃的性能和生产工艺过程有一个初步的掌握。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点第一单元玻璃的定义与结构㈠基本要求了解玻璃的发展历史，玻璃的发展前景，玻璃的通性，玻璃的结构理论，掌握玻璃组成、结构与性能之间的关系。
了解玻璃结构的研究方法.㈡教学重点玻璃的结构理论㈢教学难点玻璃组成、结构与性能之间的关系㈣教学内容1、玻璃的定义2、玻璃的通性3、玻璃的结构（1）玻璃的结构理论（2）传统玻璃结构（3）重金属玻璃结构（4）非氧化物玻璃的结构（5)金属玻璃的结构（6）有机玻璃的结构。
4、玻璃组成、结构与性能之间的关系（1）玻璃的阳离子分类(2)玻璃组成对结构的影响（3）结构对性质的影响。
5、玻璃结构的研究方法第二单元玻璃的形成与规律㈠基本要求通过本章的教学使学生了解玻璃形成方法，初步了解各种氧化物在玻璃熔体中的作用，理解玻璃的类型及结构学说，掌握玻璃的生成规律及玻璃成分、结构和性能之间的关系，领会玻璃的生成规律。
㈡教学重点玻璃的类型及结构学说。
㈢教学难点玻璃形成的动力学，热力学。
㈣教学内容1、玻璃形成物资（1）结晶化学理论（2)氧化物在玻璃中的作用2、玻璃形成方法（1)熔体冷却法(2)气相制备技术（3）液相制备技术（4）固相制备技术。
玻璃脱色的实践
通过对上述报告的分析可以指出，任何一种脱色方法都不能使玻璃完全无色。
用化学脱色方法可提高光透过率。
但所产生的Fe¨离子会引起明显的光吸收。
用物理脱色方法虽然在外观上能得到无色的玻璃，然而光透过率却显著降低。
因此，只有在原料和碎玻璃受铁污染最少的玻璃液中，以及所用的脱色剂混合物依照玻璃的成分和熔炼与退火条件，来选择的玻璃液中才能呈现最有效的脱色。
此时，必须精确地称取脱色物质，并注意使它们在玻璃液中的分布尽量均匀。
脱色的混合料通常在料箱中进行配制，混合料要用石灰石加以稀释”，而且多半含有硼砂。
在坩埚中熔炼时，建议称出一定数量的脱色混合料，在第二次加料前添加到炉料中去，但要充分进行混合，然后再加入炉料中。
每天都要用长20—30cm的玻璃棒对脱色情况进行检验，并注意监督颜色的变化。
出现少许的变化就要立即提高或降低脱色剂的剂量加以校正。
如果在脱色时出现了急剧的变化，必须弄清变化的原因，倒出坩埚里的玻璃，并对坩埚进行清理。
某些物质的比例和用于脱色混合料的数量，在很大程度上取决于实际的条件。
主要脱色混合料及其数量列于表6—3中所用的脱色剂数量取决于玻职液的污染程度。
卉几种脱色剂组合的情况下，其中每一种脱色剂的含量都比衣6—3中所列的最低数量低得多。
四，辐照变暗(图6一门)图6—11(')用0．3笫As：O。
澄清的普通钾一钠一钙一种酸盐晶质坡璃6mm厚时的光谱透过率；(2)经太阳光直接照射80叫、时后受到辐照变暗作用的同一玻璃样品的透过率比较情况。
；前文已经指出，在短波轨射的作用下，含有某些物质的玻璃中会出现黄色或褐色着色(辐照变暗现象)。
这一过程将导致晶质玻璃在紫外线、刚光作用下的颜色变化。
用锰脱色的玻璃中会出现辐照变暗现象，这种玻璃在阳光-F呈褐一紫色或紫色色调。
在正常温度下，由紫外线所引起的下列反应是产生这种颜色的原因：4MnO+As20s二2Mn20。
+As20s，4FeO+As20。
玻璃工艺玻璃的着色和脱色
（2）亮度brightness 垂直观察物的每单位投射面积上的光强。
（3）色调hue 色调主波长 指透过率最大的波长。
（4）色饱和度（纯度P）saturation 主波长在消色混合中所占的比例。 （2）（3）（4）是用于区别彩色的。 2. X-Y颜色图（自学）
？色品图中哪个区域的颜色饱和度最高？
3. 着色玻璃的分类 （1）光吸收型着色玻璃 离子着色 高能辐射着色
1802年生理学家汤麦斯·杨根据人眼的视觉生理特征提出了 新的三原色理论。他认为色光的三原色并非红、黄、蓝，而是 红、绿、紫。这种理论又被物理学家马克思韦尔证实。他通过 物理试验，将红光和绿光混合，这时出现黄光，然后掺入一定 比例的紫光，结果出现了白光。此后，人们才开始认识到色光 和颜料的原色及其混合规律是有区别的。
（８）铜
Cu0 红色、金星。 Cu+ 3d全充满，无 色。Cu2+天蓝色，与铬共用可制绿色 信号玻璃。
在钠硼玻璃中随钠的增多 绿→青绿→蓝
稀土金属 主要为f-f 跃迁，着色稳定。 （９）铈 Ce4+ 强烈吸收紫外线，可见光透过率高。
紫外吸收带进入可见光区产生淡黄色。
铈钛黄 不同基玻璃、比例可得黄、金黄、棕、蓝等 色。
反应平衡受到温度、气氛、时间等的影响。
·温度升高，利于高价离子分解 ·气氛 还原气氛利于高价离子降价 ·时间 时间延长，利于高价离子降价 d. 光照和热处理 ②非着色离子的影响 a. 阳离子场强
氧离子的有效电场q是可变的，受阳离子场强的作 用改变。高场强阳离子对氧的极化作用强，使q减小。 ∵Δ∝q，∴吸收光波长向长波方向移动。
把两种或多种色并置于一个圆盘上，通过动力令其快速 旋转，而看到的新的色彩。颜色旋转混合效果在色相方面与 加法混合的规律相似，但在明度上却是相混各色的平均值。 B:空间混合：
(玻璃工艺学) 教学大纲06年3月11日
《玻璃工艺学》教学大纲课程编号：083077课程名称：玻璃工艺学英语名称：课程类型：专业限选课总学时：48 讲课学时：44 实验学时：4学分：3适用对象：材料科学与工程无机材料专业方向先修课程：材料科学、材料工程、热工工程和设备、工业窑炉一、课程性质、目的和任务玻璃工艺学是无机非金属材料专业的主要专业课。
主要讲授玻璃组成结构物理化学性能、生产工艺过程及设备及各种制品的生产工艺和玻璃加工。
目的是使学生掌握玻璃生产制备的基本原理、工艺过程和设备，使之胜任玻璃生产工艺工程师的基本技术要求。
教学基本要求玻璃工艺学课程教学主要包括生产实习、课堂教学和实验教学三部分内容。
生产实验内容主要是分解掌握玻璃生产工艺过程，从原料选择配合料制备、玻璃熔制和熔制设备、玻璃成型工艺和成型设备、玻璃退火工艺和退火设备、动力、运输和总图布置以及玻璃加工工艺过程及设备。
生产实习在玻璃生产厂家现场实施。
二、教学内容及要求课程教学内容主要以西北轻工业学院主编的《玻璃工艺学》和武工大出版社龙逸主编《玻璃加工》为主要教学参考书，主要讲授玻璃组成、结构、物理化学性能、生产工艺原理及过程设备、各种玻璃制品的生产工艺和玻璃加工工艺过程及设备。
§ 1.绪论：玻璃品种、特性、应用及行业概况§ 2.玻璃物理化学特性2.1玻璃组成、结构2.2玻璃生成规律2.3玻璃体和熔体相变2.4玻璃的粘度2.5玻璃的表面特性和化学稳定性2.6玻璃机械和热学性能2.7玻璃的光学性能2.8玻璃着色和脱色2.9玻璃性能测试技术和设备§ 3.玻璃工艺学基础3.1玻璃原料、配合料制备过程及设施3.2玻璃的熔制过程工艺和玻璃体缺陷3.3玻璃熔制设备3.4玻璃的成型工艺和成型设备3.5玻璃的退火及淬火工艺§ 4.玻璃制品生产工艺4.1平板和浮法玻璃生产工艺及设备4.2瓶罐和器皿生产工艺及设备4.3药用和仪器玻璃生产工艺及设备4.4光学和颜色玻璃生产工艺4.5微晶玻璃和搪瓷玻璃生产工艺4.6光源和电真空玻璃生产工艺4.7玻璃纤维和光导纤维生产工艺§ 5.加工玻璃的品种、应用、工艺过程和经济分析5. 1镀膜玻璃和玻璃镜5. 2夹层玻璃5. 3钢化玻璃5.4中空玻璃5.5釉面彩饰玻璃5.6玻璃加工预前处理过程四、实践环节生产实习(生产现场工艺过程设备)工艺设计(设计、规划、技术经济分析)实验教学（综合实验和课程实验）五、课外习题及课程讨论玻璃品种成份设计、性能计算、料方计算玻璃新品种的应用和工艺的新进展六、教学方法与手段1．课堂讲授、专题讨论2．生产实习、工艺实验、综合实验3．工艺设计、窑炉设计八、考核方式考核考查结合，课程部分闭卷或开卷考试，习题、讨论、实习、设计、实验、考查评定。
玻璃工艺11玻璃的着色和脱色[优质材料]
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（5）铁+锰 褐紫色和黄棕色，色调无规律。
参考课件
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三、金属胶体着色
1. 着色机理
金属（Au Ag Cu）以单质形式存在于玻璃中，形成 晶体并聚集而成胶粒，对光产生选择性吸收，使玻璃着 色。 2. 工艺过程
（1）金属离子的溶解（前提） （2）金属离子的还原 ① 热还原法（预先加入多价元素）
2Au+ + Sn2+ → 2Au0 + Sn4+
在磷酸盐玻璃还原条件可能全为2价，在红外 有吸收峰，吸热好，透可见光好，可做吸热玻璃。 两价态均强烈吸收紫外线，用于太阳镜和电焊片。
参考课件
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（６）镍 常以Ｎi2+存在，不变价，着色稳定。 [ＮiＯ６］色灰黄，存在于钠硼酸盐玻璃
［ＮiＯ４］呈灰紫色，存在于钾硅酸盐玻璃
（７）钴 常以Co2+存在，不变价，着色稳定。
x+y+z=1
参考课件
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A：原色理论
三原色，就是指这三种色中的任意一色都不能由另外两
种原色混合产生，而其他色可由这三色按照一定的比例混合出
来，色彩学上将这三个独立的色称为三原色。
牛顿用三棱镜将白色阳光分解得到红、橙、黄、绿、青、
蓝、紫七种色光，这七种色光的混合又得白光，因此他认定这
七种色光为原色。后来物理学家大卫·鲁伯特进一步发现染料原
[CoO4] 吸收光波长620nm ④温度
温度升高，R增大（ ∝1/R5）减小，吸收带移向长
波
参考课件
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3. 几种常见离子着色 （1）钛 Ti3+磷酸盐玻璃还原条件为紫色。
Ti4+3d轨道全空，稳定，无色。强烈吸收紫 外线，吸收带进入可见光区紫蓝光部分使玻璃显棕黄色。
光学玻璃工艺[11](1)
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按组成种类
玻璃没有特有的固定组成,通常按主要成分分成氧 化物玻璃和非氧化物玻璃两大类。 非氧化物玻璃的品种及数量均很少，主要有硫系 玻璃和卤化物玻璃。 氧化物玻璃有硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼酸 盐玻璃、磷酸盐玻璃等。硅酸盐玻璃指基本成分为 SiO2的玻璃，是品种最多、用途最广的一类玻璃。 按玻璃中SiO2含量和所含碱金属和碱土金属氧 化物的不同，它可分为石英玻璃、高硅氧玻璃、钠 钙硅酸盐玻璃、铅硅酸盐玻璃和铝硅酸盐玻璃等。
熔制 普通玻璃的配合料在池窑、坩埚窑等玻璃窑内进行高温加热
形成均匀无气泡并符合成型要求的玻璃。此过程包括下列物理和 化学变化阶段： ①硅酸盐形成。配合料加热到800～900℃，组分间相互反应生 成硅酸盐和氧化硅为主的烧结物。 ②玻璃形成。当加热至1200℃时，开始出现液相,硅酸盐与氧化 硅互溶,直至变为透明体，但仍存在较多气泡。 ③玻璃澄清。继续加热到1400～1500℃时，气泡全部排除。 ④玻璃均化。在高温排除气泡的同时，使玻璃液的化学组成也 趋向于均一，其中的条纹也已基本消除。 ⑤冷却。玻璃液温度降至1200～1300℃时，玻璃液达到成型所 具有的粘度。
制造方法：分熔融法和非熔融法两种。
熔融法 传统的玻璃制造方法。生产过程为：原料预加 工，配合料制备，熔制，成型，再经退火和后加工，即得成品。 工业化生产普通玻璃多用熔融法。 非熔融法 分为凝胶法、气相沉积法和冲击波法等。 ①凝胶法：又称液相合成法。将玻璃组成的醇化物加入有机溶 剂,混合成均匀溶液，经分解、蒸发制成凝胶,再将凝胶烧结成 玻璃。此法可用于石英玻璃和硼酸盐等玻璃的制造。 ②气相沉积法：使气态物质在一固体表面进行化学反应，生成 的固态沉积物即为玻璃。此法不会因熔制设备的杂质污染玻璃， 因此可以得到杂质很低的高纯度玻璃，用于拉制光导纤维。但 局限于用在制造含有能成气态的组成的玻璃。 ③冲击波法：用高能量的冲击波作用于晶体，使其产生大量缺 陷，晶格极度变形而非晶态化，从而形成玻璃。此法还处于试 验阶段。
玻璃颜色工艺
玻璃颜色工艺玻璃颜色工艺就像是一场神奇的魔法秀。
你看那些原本透明得像空气一样的玻璃，经过一番工艺的洗礼，就像是灰姑娘穿上了华丽的礼服，瞬间变得五彩斑斓，魅力四射。
把玻璃染色就像给它化妆一样。
工人师傅们像是超级化妆师，拿着各种颜料的“化妆刷”，在玻璃这个“大脸蛋”上涂抹。
有的颜色像是热情奔放的火红色，那红得就像火山喷发时最炽热的岩浆，感觉下一秒就能把周围都燃烧起来。
而蓝色的玻璃呢，那是如同深邃的大海一般，蓝得像把整个天空都融化进去了，要是盯着看久了，仿佛自己就要被那片蓝色给吸进去，在海里遨游了。
制作彩色玻璃的过程又像是一场疯狂的科学实验。
那些化学原料就像是魔法药剂，按照一定的比例混合在一起，再和玻璃一接触，“噗”的一下，就像魔法棒点过一样，颜色就产生了。
这可比变魔术还神奇呢，魔术师还要靠手法和道具的障眼法，可这玻璃颜色工艺就是实实在在的化学和工艺的完美结合。
有时候，玻璃上的颜色像是调皮的小精灵。
它们不是规规矩矩地呆着，而是形成各种奇妙的图案。
有像云朵一样的白色团块，在玻璃上飘啊飘的，就像真的有云朵被困在了玻璃里面。
还有像星星点点的金色斑点，那简直就是夜空中的星星偷偷跑到了玻璃上，一闪一闪地冲你眨眼睛。
那些渐变颜色的玻璃更是绝了。
从浅到深的颜色过渡就像是从清晨到傍晚的天色变化。
最浅的地方像刚睡醒的婴儿，粉粉嫩嫩的，而最深的地方像神秘的黑夜，隐藏着无尽的秘密。
这渐变就像是大自然用它那无形的大手在玻璃上轻轻一抹，留下了如此美妙的痕迹。
还有那种有着特殊纹理和颜色的玻璃，就像是古老的地图。
那些纹理像是蜿蜒的河流，颜色就像是不同的地形地貌。
你可以在这块玻璃上展开一场想象中的冒险，沿着“河流”寻找宝藏，探索那神秘的“大陆”。
玻璃颜色工艺啊，它把普通的玻璃变成了艺术品。
每一块彩色玻璃都像是一个小世界，有着自己独特的故事和性格。
无论是放在建筑上成为一道亮丽的风景，还是做成小小的装饰品在手中把玩，都让人感觉像是握住了一小片充满奇幻色彩的天地。
《玻璃工艺学》第9章着色与脱色
第9章 玻璃的着色和脱色9.1概述玻璃的着色在理论上和实践上都有重要意义。
它不仅关系到各种颜色玻璃的生产，也是一种研究玻璃结构的手段。
而且由于离子的电价、配位、极化等灵敏地影响到玻璃的颜色和光谱特性，因此可通过玻璃的着色来探讨玻璃的结构，以及随玻璃成分的递变和不同物理化学处理而发生的结构变化。
物质着色的基本原因是由于对光的吸收和对光的散射，以前者为常见。
物质吸收光的波长与呈现的颜色如表9-1所示。
表9-1被吸收光的颜色和观察到的颜色*吸 收 光 观 察 到 的颜 色吸 收 光 观 察 到 的颜 色 波长 / nm颜 色 波长/nm 颜 色 400 430 430～460 460～482 482～487 487～493 493～530紫 蓝 紫 紫 蓝 蓝 绿 蓝 蓝 绿 绿绿 黄 黄 黄 橙 橙 橙 红 红 玫 瑰530～559 559～571 571～580 580～587 587～597 597～620 620～675淡黄绿 黄 绿 黄 黄 橙 橙 红 橙 红紫 紫 蓝 紫 紫 蓝 蓝 绿 蓝 蓝 绿*被吸收光的颜色与观察到的颜色互称补色，互为补色的两种光合在一起就是白光。
颜色的产生是物质与光作用的结果。
当白光照射到透明物质上时，如果物质全部吸收它，则呈黑色；如果对所有波长的吸收程度差不多时，就呈灰色；如果物质对光的吸收极小，使光几乎全部透过，物质就是无色透明的。
如果吸收某些波长的光，而透过另一部分波长的光，则呈现所有透过部分的光综合起来的颜色；如果它们吸收某些波长又强烈散射另一些波长的光，那么呈现全部散射光相综合的颜色。
根据物质结构的观点，物质对光的吸收是由于原子中电子（主要是价电子）受到光能的激发，从能量较低（1E ）的“轨道”跃迁至能量较高（2E ）的“轨道”，亦即由基态跳跃至激发态所致。
因此，只要基态和激发态之间能量差（νh E E =-12）处于可见光的能量范围时，相应波长的光就被吸收从而呈现颜色。
玻璃产品制作工艺
第九章 玻璃及加工工艺 9.2 玻璃的工艺特性
(2)吹制成型 吹制成型是先将玻璃粘料压制成雏形型块，再将压缩气体吹入处于热熔态的玻璃型块中，使之吹胀成为中空制品。吹制成型可分为机械吹制成型和人工吹制成型，用采制造瓶、罐、器皿、灯泡等。图9—4为机械吹制法成型广口瓶的示意图，图9—5为人工吹杯示意图。
玻璃具有一系列的 优良特性，如坚 硬、透 明，气密性、不透性、 装 饰性、化学耐蚀性、 耐热性及电学、光学等 性能，而且能用吹，拉、 压、铸、槽沉等多种成 型和加工方法制成各种 形状和大小的制品(图 9—1)。
第九章 玻璃及加工工艺 9.1玻璃的基本特性
第九章 玻璃及加工工艺
强度 玻璃的强度取决于其化学组成、杂质含量及分 布、制品的形状、表面状态和性质、加工方法等。 玻璃是一种脆性材料，其强度一般用抗压，抗张强 度等来表示。玻璃的抗张强度较低，由于玻璃的脆 性和玻璃表面的瑚裂纹所引起的。玻璃的抗压强度 约为抗张强度的14—15倍。
第九章 玻璃及加2 玻璃的工艺特性
喷花是褐图案花样制成镂空型版紧贴在制品表面，用喷枪将釉料喷 到制品上；贴花是先用彩色釉料将图案印刷在特殊纸上或薄嗅上制成 花纸，然后将花纸贴到制品表面；印花是采用丝网印刷方式用釉料将 花纹图案印在制品表面；所有玻璃制品彩饰后都需要进行彩烧，才能 使釉料牢固的熔附在玻璃表面，并使色釉平滑、光亮、鲜艳，且经久 耐用。 2.玻璃蚀刻：利用氢氟酸的腐蚀作用，使玻璃获得不透明毛面的方法。先在玻璃表面涂霾石蜡、松节油等作为保护层井在其上刻绘图 案，再用氢氟酸溶液腐蚀刻绘所露出的部分。蚀刻程度可通过调节酸 液浓度和腐蚀时间秉控制，蚀刻完毕除去保护层。多用于玻璃仪器的 刻度和标字，玻璃器皿和平板玻璃的装饰。
玻璃是如何脱色？
玻璃中的少量着色氧化物能促使出现可见的颜色，而且当产品的壁厚较大时更为明显。
根据技术文献的数据，在氧化条件下熔炼时，玻璃中不出现可见颜色时所允许存在的氧化物最高含量如下(96)，CoO——0．0005NiO一0．0005ChO：-0．001CuO——0．01Fe20。
上述着色杂质中最重要的是氧化铁，它在优质无色晶质玻璃中的含量可能达到0．03—0．5％。
这种杂质是由砂子和石灰石带入玻璃液的。
由于Fe：Os含量平均为2—3％的坩埚的溶解，以及由于被成型设备和玻璃吹管的铁所污染的碎玻璃的使用，也会使大量的铁进入玻璃。
在使用纯原料的情况下，玻璃中的铁的总含量为原料带入杂质总含量的1／6．在／E产晶质玻璃时，这一点应当格外注意。
在熔制无澄清剂的玻璃时，色调将取决于熔炼条件。
与二价和三价铁共存所引起的黄一绿色相比，二价铁所引起的蓝一绿色着色更难被互补色补偿。
因此必须用添加诸如Ce0。
，As。
O。
，Sb。
O。
和Mn02之类氧化剂的方法，使玻璃中所含的绝大多数的铁变成三价态，这些氧化剂引起的脱色叫做化学脱色。
能与铁离子生成络合物的物质也属于化学脱色剂。
它们的着色能力与铁离子本身比起来要低得多。
氟化物和能与铁生成无色络合物的磷酸盐，及与砷和铁化合时也能生成无色络合物，并起活化作用的镧亦属此类。
但这种络合物在光的作用下要发生分解，从而使玻璃产生褐色着色(辐照变暗)。
用硒酸盐也可以脱色，但属于部分化学脱色，因为硒酸盐能把2价铁氧化成三价铁，而本身则变成了金属硒。
硒能形成附加的红色，以补偿铁离子引起的黄一绿色着色。
采用化学脱色方法可成功地降低玻璃颜色的强度，但要完全消除颜色是不可能的，因为生成的三价铁离子会产生黄一绿色色调。
为了消除这种色调，就要添加在玻璃中能对浅黄一绿色色调产生互补色的着色物质，也就是说添加能把玻璃着成红色或紫色的物质。
这种脱色方法称为物理脱色一，化学脱色为了进行化学脱色，在理论上要使用这样的氧化物，即在玻璃中能以几种氧化价态存在并能把二价铁氧化成三价铁。
第五章玻璃的着色与脱色
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气泡 与硫化物和硫酸盐比值有关。
•还原条件下，硫酸盐分解成O2或SO2成气泡 。 •氧化条件下，S2-转成S0蒸气，成凹气泡，内 有少量黄色沉淀（S0）
•水的影响：水以(OH) －形式进入玻璃 [—Si—O—Si—]+H2O→2[—Si—OH] 玻璃中SiO2量越多 ，网络外阳离子极化 力越大，进入的H2O越多，易析出成气泡。
硒：在中性条件下成淡紫红色，氧化条 件紫色更纯更美，氧化过分无色（硒酸 盐）。还原条件会生成无色碱硒化物和 棕色硒化铁。
硫硒混合：棕红色
（2）硫碳着色
颜色：棕红，琥珀色 ①着色机理 3+ 2Fe 为中心原子，被三个氧离子（O ） 2和一个硫离子（S ）包围,成四面体结构。 3+ 着色中心含有一个氧化物（Fe ）一个 2还原物（S ） 2+ 3+ 22Fe /Fe 和S /SO4 有重要作用 23+ 色心浓度＝[Fe ][S ] 色心浓度越大，颜色越深。
2. 金属胶体着色 （1）着色机理 金属（Au Ag Cu）以单质形式存在于玻璃中， 形成晶体并聚集而成胶粒，对光产生选择性吸收， 使玻璃着色。 （2）工艺过程 ①金属离子的溶解（前提） ②金属离子的还原 热还原法（预先加入多价元素） 2Au+ + Sn2+ → 2Au0 + Sn4+ 2Ag+ + Sn2+ → 2Ag0 + Sn4+ 2Cu+ + Sn2+ → 2Cu0 + Sn4+
例：见右图。
5 4 3 2 1
•以Li2O取代Na2O， 2Li2O极化力大，S 量↓。 •以K2O取代Na2O，由于 K-O给氧能力大，也使 2S 含量↓，从而影响色 心浓度。
6-玻璃的着色与脱色
《无机非金属材料》-玻璃工艺学“玻璃的着色与脱色”
College of Chemistry & Materials Science
3 原因 玻璃对光的吸收是由于原子中的电子在接受光照 射后由较低的能级（E1）跃迁到较高的能级（E2）。 当E2－E1＝可见光的能量时，就呈颜色。能量差 愈小、吸收光的波长愈长，呈现的颜色愈深。 颜色还同时采用亮度（透射或反射光的强度)，是 颜色在“量”方面的特征。色调（是色玻璃透过的透 光中最显著的波长），是颜色质方面的特征。饱和度 （主波长在与白光混合中所占的百分数）。色调和饱 和度称为“色品” 。
《无机非金属材料》-玻璃工艺学“玻璃的着色与脱色”
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配位数间的平衡
即与周围氧离子的配位数有关
[Fe3+O6] (淡红色） [Fe3+O4] (黄褐色） [Co2+O6] (粉红色） 着色离子浓度 [Co2+O4] (青色]
《无机非金属材料》-玻璃工艺学“玻璃的着色与脱色”
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6.4.3 硫碳着色
1 硫碳在玻璃中的着色（掌握） “硫碳”着色玻璃，颜色棕而透红，色 似琥珀，广泛用于瓶罐玻璃和器皿玻璃。 碳的作用：还原剂作用，并不参加着色
《无机非金属材料》-玻璃工艺学“玻璃的着色与脱色”
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器皿玻璃的脱色
技术信息资料器皿玻璃的脱色器皿玻璃的脱色：玻璃的脱色分为物理脱色和化学脱色二种：1、物理脱色：脱色剂有锰粉MnO2、硒粉Se、钴粉CoO、NiO、NdO、三氧化二钕Nd2O3；利用互补色的原理，在配合料中加入物理脱色剂，在玻璃中形成互补色，使玻璃对可见光的各个波段全面均匀地吸收，最后使得颜色为很浅的灰白色。
根据玻璃中杂质的颜色，可确定互补色，并以此来确定选择适合的脱色剂。
2、化学脱色：脱色剂有白砒As2O3、三氧化二砷Sb2O3、Na2S、氧化铈CeO2、硝酸盐、氟化物、卤化物等，一般在配合料中同时引入上述两种脱色剂；化学脱色剂借助脱色剂的氧化作用，使玻璃被有机物污染的黄色消除，使着色能力强的FeO变为着色能力较弱的Fe2O3。
用硒粉作脱色剂时，在原料中添加Na3SeO3或BaSeO3然后熔融，由于在氧化气氛中硒Se易变成SeO2而挥发，所以器皿玻璃的熔化一定要在中性或还原气氛中进行，硒粉对玻璃的脱色是随熔化温度、气氛及玻璃组成等因素变化，难以控制，除此之外，玻璃中的结石、条纹等造成的不均匀性也是影响玻璃透明度的原因，除内部因素外，玻璃表面的平整度也是影响玻璃透明度的重要因素之一。
3、器皿玻璃采用的复合澄清剂，可替As2O3、Sb2O3、CeO2起澄清、脱色、助熔作用，其用量按配合料中铁含量的高低进行适当调整，一般为配合料总量的0.8%～1%左右。
对铁含量高的玻璃有些采取加入氟化物，使Fe2+、Fe3+形成无色的FeF3_络离子，以减弱Fe的影响，玻璃的白度和透明度与玻璃的FeO·Fe2O3总含量多少有关；其含量越低，色泽效果越好；要提高脱色质量，关键是降低玻璃中FeO·Fe2O3的总含量，特别是氧化亚铁FeO的含量。
要获得色泽好的玻璃，必须保证玻璃中的总铁含量＜0.033%，最好控制在0.015%以下，其中氧化亚铁FeO含量≤0.005%，FeO/Fe2O3比例波动在15%～30%。
玻璃的着色和脱色解析
b. 四面体配位（4配位） 高能轨道三个dxy dxz dyz 分裂能 Δ四=4/9 Δ八
低能轨道两个dx2-y2 dz2
c. 分裂能公式（八面体） 5
eq r4
3ห้องสมุดไป่ตู้R5
e--电子电荷 r--3d电子离原子核平均距离（离子半径）
颜色
弱黄 红 紫红
蓝
（2）胶粒浓度
影响色饱和度
（3）着色剂种类
四、硫、硒极其化合物着色
1. 单质着色
硒在中性条件下成淡紫红色，氧化条件紫色更美，氧化过分 无色（硒酸盐）。还原条件会生成无色碱硒化物和棕色硒化铁。
硫只在硼很高的玻璃中存在（蓝色），不实用。
2. 硫碳着色 （1） 着色机理
Fe3+为中心原子，被三个氧离子（O2-）和一个硫离子 （S2-）包围,成四面体结构。
黄绿→蓝绿 铜多偏蓝，铬多偏黄。
不可推测的混合色 （4）铬+锰 少量K2Cr2O7使紫色增强，再多则变灰色。
可制黑色和黑色透红外玻璃 （5）铁+锰 褐紫色和黄棕色，色调无规律。
三、金属胶体着色 1. 着色机理
金属（Au Ag Cu）以单质形式存在于玻璃中，形成晶体并 聚集而成胶粒，对光产生选择性吸收，使玻璃着色。
紫外吸收带进入可见光区产生淡黄色。 铈钛黄 不同基玻璃、比例可得黄、金黄、棕、蓝等色。
（9）钕 Nd3+紫红色，有双色效应 吸收峰复杂且稳定，可做校正分光光度计的标准玻璃。 固体激光材料。
4. 混合着色 可从透光曲线迭加推测混合色 （1）锰+钴 紫到蓝间颜色，锰调节色调。 （2）钴+铜 钴消除铜绿，铜消除钴红，得浅蓝→淡青 （3）铜+铬 以CuO:Cr2O3=1.5:1为中心（绿）得
玻璃着色方法
熔制玻璃时加入少量玻璃着色剂，可制得各种有色玻璃。
氧化铜(Ⅱ)或氧化铬(Ⅲ)产生绿色；氧化钴(Ⅱ)产生蓝色；二氧化锰产生紫色；二氧化锡或氟化钙产生乳白色；铀化合物产生黄绿荧光;胶态硒产生红玉色;胶态金产生红、红紫或蓝色；氧化亚铜产生红、绿或蓝色；亚铁化合物产生绿色，量多时为黑色；铁(Ⅲ)化合物产生黄色。
制玻璃时，由于原料中含有亚铁的杂质，常使玻璃带绿色，可加入少量二氧化锰或硒，使之变成无色玻璃。
玻璃的丝网印刷玻璃丝网印刷，就是利用丝网印版，使用玻璃釉料，在玻璃制品上进行装饰性印刷。
玻璃釉料也称玻璃油墨、玻璃印料，它是由着色料、连结料混合搅拌而成的糊状印料。
着色料由无机颜料、低熔点助熔剂（铅玻璃粉）组成；连结料在玻璃丝印行业中俗称为利板油。
印刷后的玻璃制品，要放火炉中，以520~600℃的温度进行烧制，印刷到玻璃表面上的釉料才能固结在玻璃上，形成绚丽多彩的装饰图案。
如果将丝印与其它加工方法并用的话，会得到更理想的效果。
例如利用抛光、雕刻、腐蚀等方法在印刷前或印刷后对玻璃表面进行加工处理，能够加倍地提高印刷效果。
1．玻璃制品蚀刻丝印长期以来，玻璃制品的蚀刻装饰，是在玻璃表层热涂蜡层及其它增固材料，作为抗蚀层，然后再在涂层上用针、小刀等刻出图案纹样，露出玻璃表面，然后在此部位上着氟氢酸进行腐蚀。
此工艺延续至今还有厂家应用，但其加工方法费时、费力、效率低下。
丝印蚀刻工艺，使玻璃制品的蚀刻装饰变得简便、省时、省力。
玻璃的蚀刻丝印，有热印及冷印两种方法。
热塑性蚀刻丝印，是将石蜡、沥青、硬脂酸等所配制的粘合剂，加入少量的抗蚀粉调制成抗蚀印料，通过热印丝网版，按设计图样，把印料刮印至玻璃表面，形成抗蚀膜的。
抗蚀膜上露出玻璃的部分，即是需要蚀刻的图案。
蚀刻采用氯氟酸进行，蚀刻后要用开水冲洗掉印在玻璃上的抗蚀层。
玻璃丝印蚀刻，也可以采用冷印方法进行。
抗蚀印料可使用特制的沥青漆加抗蚀粉，也可购买市售的抗依油墨。
印刷完成后，待抗蚀膜完全干燥，便可进行氢氟酸腐蚀了。
玻璃涂装工艺完整版
玻璃涂装工艺完整版1.引言本文档旨在提供关于玻璃涂装工艺的详细信息。
涂装玻璃可以改变其外观和性能，增加其装饰效果和功能性。
本文档将介绍涂装玻璃的工艺流程、涂装材料的选择和应用要点。
2.工艺流程涂装玻璃的工艺流程通常包括以下步骤：2.1 表面准备在涂装玻璃之前，必须对其表面进行准备。
这可以通过清洗、除尘和去除旧涂层等方法来实现。
确保玻璃表面干燥、光滑和清洁是非常重要的。
2.2 应用底漆在涂装表面之前，应先应用底漆。
底漆可以提供优良的附着力和防锈功能，同时填补表面的微小孔隙，以确保后续涂装层的平整和均匀。
2.3 涂装涂装玻璃的主要步骤是涂装。
常用的涂装方法有刷涂、喷涂和浸渍等。
根据涂装材料的性质和要求，选择合适的涂装方法，并确保涂层均匀、无气泡和无刷痕。
2.4 干燥涂装完成后，玻璃需要进行充分的干燥。
干燥的时间和温度可以根据涂装材料的要求和工艺参数进行调整。
确保涂层干燥完全是确保涂装效果和耐久性的关键。
3.涂装材料的选择选择适合的涂装材料对于涂装玻璃的质量和效果至关重要。
以下是一些常用的涂装材料：3.1 涂料涂料是最常用的涂装材料之一。
涂料可以根据需要提供不同的外观效果、保护性能和耐久性。
涂料的选择应综合考虑玻璃的用途和环境条件。
3.2 油墨油墨是一种专门用于平面玻璃印刷的涂装材料。
油墨可以提供鲜艳的颜色和清晰的图案，广泛应用于建筑玻璃和汽车玻璃等领域。
3.3 硅酮硅酮是一种常用的密封材料，也可用于涂装玻璃。
硅酮具有优良的耐候性和耐高温性能，适用于户外或高温环境下的玻璃涂装。
4.应用要点在涂装玻璃时，以下要点需要特别注意：确保表面准备充分，以避免涂层起皱、剥落等问题。
选择合适的涂装方法，根据涂装材料的特性和要求。
控制涂料或油墨的厚度，以避免涂层过厚或过薄。
在涂装过程中避免产生气泡、刷痕等缺陷。
对涂装后的玻璃进行充分的干燥，以确保涂层的质量和耐久性。
5.结论玻璃涂装是一项需要注意细节和工艺的任务。
通过正确的选择涂装材料和应用要点，可以实现良好的涂装效果和耐久性。
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（光强。
（3）色调hue 色调主波长 指透过率最大的波长。
（4）色饱和度（纯度P）saturation 主波长在消色混合中所占的比例。
（2）（3）（4）是用于区别彩色的。 2. X-Y颜色图（自学）
？色品图中哪个区域的颜色饱和度最高？
把两种或多种色并置于一个圆盘上，通过动力令其快速 旋转，而看到的新的色彩。颜色旋转混合效果在色相方面与 加法混合的规律相似，但在明度上却是相混各色的平均值。 B:空间混合：
将不同的颜色并置在一起，当它们在视网膜上的投影小 到一定程度时，这些不同的颜色刺激就会同时作用到视网膜 上非常邻近的部位的感光细胞，以致眼睛很难将它们独立地 分辨出来，就会在视觉中产生色彩的混合。
轨道分成两组：两个高能轨道（eg或dT）， 三个低能轨道（t2g或de）
两组轨道能量差：Δ=eg－t2g=10Dq Δ为配位场分裂能 eg=6Dq t2g= －4Dq
b. 四面体配位（4配位）
高能轨道三个dxy dxz dyz 分裂能 Δ四=4/9 Δ八
物理试验，将红光和绿光混合，这时出现黄光，然后掺入一定
比例的紫光，结果出现了白光。此后，人们才开始认识到色光
和颜料的原色及其混合规律是有区别的。
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3
加法混合
B：混色理论
加法混合是指色光的混合，两种以上的光混合在一起，
光亮度会提高，混合色的光的总亮度等于相混各色光亮度之
和。合色愈多，则光度愈强，愈近于白。色光混合中，三原 色是朱红、翠绿、蓝紫
Cu+、Zn2+、Ga3+、Ge4+、As5+、 As3+、Ag+、Cd2+、 In3+、Sn4+、Sb5+、Au+、Hg2+、Tl3+、Pb4+、 Pb2+、Bi5+、 Bi3+
（3）不饱和电子壳阳离子
d和f亚层有不饱和电子，很不稳定。常出现变价、有色、 吸收紫外线等。
Ti、V、Cr、Mn、Fe、C精o选、课件Ni、Cu、Ce、Pr、Nd、9 Eu
色只是红、黄、蓝三色，其他颜色都可以由这三种颜色混合而
成的。他的这种理论被法国染料学家席弗通过各种染料配合试
验所证实。从此，这种三原色理论被人们所公认。
1802年生理学家汤麦斯·杨根据人眼的视觉生理特征提出了
新的三原色理论。他认为色光的三原色并非红、黄、蓝，而是
红、绿、紫。这种理论又被物理学家马克思韦尔证实。他通过
3. 着色玻璃的分类
（1）光吸收型着色玻璃
离子着色 高能辐射着色 精选课件
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（2）光散射型着色玻璃
金属胶体着色
（3）半导体着色玻璃
硫化物、硒化物着色
二、离子着色 ionic colourate
是否在可见光内发生 选择性吸收，取决于价电子 的跃迁 。
1. 离子按电子层结构分类
（1）惰性气体型阳离子
较稳定，跃迁需较高能量，通常不产生选择性吸收，故
x+y+z=1
精选课件
2
A：原色理论
三原色，就是指这三种色中的任意一色都不能由另外两
种原色混合产生，而其他色可由这三色按照一定的比例混合出
来，色彩学上将这三个独立的色称为三原色。
牛顿用三棱镜将白色阳光分解得到红、橙、黄、绿、青、
蓝、紫七种色光，这七种色光的混合又得白光，因此他认定这
七种色光为原色。后来物理学家大卫·鲁伯特进一步发现染料原
无色、不吸收紫外线。 精选课件
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Li+ 、Na+ 、K+ 、Rb+ 、Cs+ 、Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 、 Ba2+ Al3+ 、Sc3+ 、Y3+ 、La3+ 、Si4+ 、Ti4+ 、Ce4+ （2）18及18+2电子构型
结构不如（1）稳定，极化率大，易变形，有变价， 吸收紫外线。本身无色，易被还原为金属态。与阴离子 结合可有色。
朱红光＋翠绿光＝黄色光 翠绿光＋蓝紫光＝蓝色光 蓝紫光＋朱红光＝紫红色光
黄色光、蓝色光、紫色光为间色光。 如果只通过两种色光混合就能产生白色光，那么这两种 光就是互为补色。例如：朱红色光与蓝色光；翠绿色光与紫 色光；蓝紫色光与黄色光。
彩色电视机、彩色显示器精选、课件彩色液晶显示器，三基色日4 光灯管就是应用该原理而设计制作的。
减法混合
减法混合主要是指的色料的混合。 两色混合后，光度低于两色各自原来的光度，合色愈多， 被吸收的光线愈多，就愈近于黑。所以，调配次数越多，纯 度越差，越是失去它的单纯性和鲜明性。减法混合的三原色 是加法混合的三原色的补色，即：翠绿的补色红（品红）、 蓝紫的补色黄（柠檬黄）、朱红的补色蓝（湖蓝）。
2. 离子着色理论分析
金属离子的价态、电子层构型及周围氧离子的配位
状态都影响着色，而其又受基玻璃组成、熔制工艺等的 影响。
* 配位场理论
（1）配位场
着色离子处于氧离子包围中形成配位多面体。其中 阳离子是中心离子，氧为配位体。
配位体施加于金属阳离子的电场叫配位场。
在配位场的作用下，着色离子的电子能级发生变化， 从而产生一定的颜色。
第一篇 玻璃基础理论
精选课件
1
第十一章 玻璃的着色和脱色 coluorate & decoluorate 一、概述
物质呈色主要为光吸收和光散射，而以吸收更常见。 白光投到透明的物体，颜色是其吸收光部分谱色的补色。
1. 描述颜色的参数 （1）三原色 目前常用标准基色量系统（XYZ系统）中的X-Y颜色图。
精选课件
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（2）基态
当过渡金属离子作为自由离子存在时，5个d轨道能
量相同，称为能级简并。
y
-+
+ -x
y
－
+
+
x
z
+
－－
x
－
+
dxy
dx2-y2
dz2
（3）能级分裂
阳离子处于配位场作用下时，原本简并的5个d轨 道会发生能级分裂。
精选课件
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a. 八面体配位（6配位）
当6个配位体沿±x、±y、±z接近阳离子时，使 dx2-y2、dz2轨道能量上升，而另外三轨道能量下降。
红色＋蓝色＝紫色 黄色＋红色＝橙色 黄色＋蓝色＝绿色
三种原色颜料的混合，在理论上应该为黑色，实际上是 一种纯度极差的黑浊色，也可以认为是光度极低的深灰色。
如果两种颜色能产生灰色或黑色，这两种色就是互补色。
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中性混合
中性混合是基于人的视觉生理特征所产生的视觉色彩 混合，而并不变化色光或发光材料本身，混色效果的亮度既 不增加也不减低，所以称为中性混合。 有两种视觉混合方式： A:颜色旋转混合：