稀土元素对玻璃的着色

稀土元素对玻璃的着色

在用于玻璃着色的14种稀土元素中。人们仅使用了三种，即铈、镨和钕。限制使用的有铒、钬和钐。在可见与非可见区具有窄带吸收的光镨，是含钕和镨玻璃的典型特性，这是任何其它着色离子都能做到的。

正如巳指出的那样，?窄带吸收是由于电子在离子内层轨道上跃迁所引起的，这些电子因为相邻离子和原子的作用而受到外层轨道的保护。因此在该情况中基质玻璃成分对色度的影响很小。

虽然由于成分(主要是碱)的变化，而使吸收带的极大真出现较少的变化(加强或减弱)，但实际上这并不影响着色过程。上述情况的原因在于稳定的三价离子，因此，用稀土氧化物对玻璃着色的特点是具有良好的再现性，而且熔炼条件对着色没什么影响。钕在可见光镨区对黄光具有特征吸收，即在光波长为590nm的区域出现了一条暗带(图2-3)。

在可见光镨的其它部分也有一系列的吸收带。总的着色与照明情况有关，其色调为紫蓝色或红紫色。钕的着色效能极低，因此为了得到弱粉色的色调，钕的用量不能低于3—4％。图2—3组成为6Si02·CaO·NaaO(重量)SiO。CaO，1396Na20)加入10氢氧化钕所熔炼玻璃的光谱透过串。试样厚度为2mm。谱可把玻璃着成浅绿色(图2-4)。它在可见光谱区波长为430—490nm的区域内具有特征吸收带。谱的化合物也具有较小的着色效能，因此，错的使用量要达到10％左右，而且，在该情况下所使用的着色剂原料中杂质(特别是钕)的影响是很明显的．由于成本高，着色效能低和颜色没什么独特之处，因而只是在特殊场合下才使用

这些化学元素。

铬对玻璃的着色

在普通成分的玻璃中，铬总是以两种氧化价态存在，即Cra+和Cro+，其中三事，价离子通常占优势。在还原的熔炼条件下，当有能把六价铬还原成三价铬的As。或bb：O。存在时，尤其是在碱含量低的玻璃中，Cro+的含量能降到最小值；

这些玻璃可以认为是只被Crs+离子着色的玻璃。它们的颜色为浅蓝绿色，透过极大值在

550—560nm处，在可见区具有特征的吸收带，其位置在光谱紫色区的450nm处和波长为650nm的红色区域。铬的存在对红外光谱区的透过率一般不产生任何影响，而在紫外区的透过率，在很大程度上由少量的Cre+离子所决定，它们即使有十万分之几，也能引起对紫外

光的特征吸收。

在氧化条件·F熔炼玻璃(特别是碱含量高的玻璃和铅玻璃)时，六价铬能比三价铬占有明显的优势。Cr”一般能生成二价阴离子(CrO：)真—，它能使玻璃引起黄绿色或黄色着色。铅玻璃的橙色或红色色调是由所形成的复合铬酸盐阴离子(Cr：Ooz+：)Q—而引起的。x值愈高，则红色愈强。

含Cr9+玻璃的光谱透过曲线的特点，在于紫外区的光透过率极低和吸收带的边缘很陡，该吸收带可随铬的含量和复合铬酸盐离子的形成，而从光谱短波的紫色区移向波长较长的(到520nm)区域。

Cr的存在对光潜红色区和红外区的透过率没什么影响。在普通成分的钙—钠玻璃中，最多可以使60％的铬保持在最高的氧化状态，从而能得到绿黄色着色。用铬着色的玻璃对红光特征性透过的原因是，当被着成绿色玻璃的着色剂浓度高或玻璃层的厚度大时，如果利用低色温的光源进行观察，则能呈现出红色色调。因此，单独用铬着色的玻璃不能在光信号设各中使用。铬的；荷色极为有效，当玻璃中含有0．1％的Cr20。时便能看出浓厚的色彩。但是，铬的化合物在玻璃中的溶解度不高。

当Cr，O。的浓度大于1．5—2％和玻璃熔体冷却时，会析出碧绿、绿色的Cr。O。薄片，并形成铬金星玻璃。铬的着色常常用来得到绿色，在严格遵守工艺规程的条件卜，可以获得良好的着色再现性。

在铬的化合物中最常用的是重铬酸钾，因为它有下列优点：稳定，用它可引入百分率相当高的铬，在玻璃中比铬的氧化物或水化物更容易溶解。在很多玻璃厂还成功地使用了铬酸钡，有时与K。Cr：O，结合起来使用。市上的重铬酸钾中，K。Cr。O，的含量一般不超过98％，杂质当中往往有千分之几的硫酸钾，铁含量(1；·c：O。)不超过0．02％，其它着色金属氧化物(CuO，NiO，CoO，Mn：O：)只有痕量。生产绿色的瓶子时，用含铬的矿料进行着色很经济，因为其中铁(Fc。O真)的高含量在该情况中并无妨

碍。含铬矿渣(生产铬铁台金的废料，其中约含有5．5％的Cr，O，和0．6％的Fe。Oa)，也是生产有色瓶子的廉价着色剂．