变色玻璃

制备方法
原材料的组成、处理的方法也会对卤化银光色玻璃 的性能产生影响 。例如，在步骤①往往需要加入 一定量的水，以减少飞尘并防止粉料分层，提高混 合料的均匀度。但水的急剧蒸发会带跑卤素、银盐 和其他组份，使玻璃不易获得稳定的光色性。经实 验发现，在配料中加入5％～15％的水最合适。
制备方法
另外 ，步骤 ① 的气氛很重要，研究表明原料在氧 化性气氛中反应能达到最佳效果。例如原料中加入 硝酸盐后，融化的原始玻璃清洗透明，且热处理后 光色性能良好 。
光色玻璃为什么能变色？
物体为什么会有颜色？
物体显色原理
人眼可见光波长范围为:390nm-780nm的电磁波。 太阳的白色光：各种不同波长的电磁波的混合白光。 棱镜色散实验：
注意：肉眼看得见的 是电磁波中很短的一 段。
物体显色原理
当光线照在某物体上，如果这个物体吸收了可见区 所有波段的光波，那它就是黑色的；如果这个物体 吸收某些波长的光，它就会显示出所吸收光互补光的 颜色 。
玻璃为什么变暗
能带：卤化银晶体是一种半导体。在原子中，电子 是按照一定的规律在原子轨道中运动的，在半导体 中也存在类似的轨道——能带。
玻璃为什么变暗
通常，价电子填充在能量较低的价带，吸收一定能量后， 价电子可以跨越中间的禁带跃迁到导带。电子一旦运动到 能量较高的导带就容易失去，表现出强还原性。
制备方法
制备流程：
使
制备方法
阿密斯坦（Armistead）和斯托凯(Stookey)最初 的研究所得玻璃样品，主要组成的质量百分数为 SiO2 一62.8％ B2O3 — 15.9％ Ag 一 0.38％ Cu2O —0.036％
获得了良好的光敏性能 。
制备方法
若体系的卤化银浓度较低，则需要将己退火的玻璃 再次加热至600℃左右才能使卤化银顺利结晶。该 过程的温度控制十分重要，如果 温度过高，所得 玻璃可能一开始就有颜色，不符合要求 。
玻璃如何褪色
热褪色：当电子被激发后，Ag+和这个电子结合， 形成Ag原子，而 Cu+则“捕获”产生的空穴，形 成Cu2+ 。当太阳光撤去后，电子从价带激发到导带 的过程终止 。这时候，束缚在 Cu2+上的空穴与束缚 在Ag胶粒上的电子的复合过程占优势，Ag原子变回 Ag+,最终恢复为卤化银状态，玻璃变得透明，这个过 程称为热褪色。
智能材料
——光致变色玻璃
会变色的眼镜
目前，市场上已经出现了可以自动“识别”光线强 弱并随之改变颜色的眼镜。它的镜片颜色在阳光下 会自动变深 ，而当进到室内或阳光不是那么刺眼 的时候，镜片又会褪为接近无色 。
会变色的眼镜
对比实验：
会变色的眼镜
眼镜变色的原因：光致变色玻璃
基础玻璃（碱、硼硅酸盐的基础玻璃性能比
玻璃如何褪色
卤化银光色玻璃的变色和褪色过程可表示如下：
可逆性能
这一过程与照像胶片曝光时的光解反应相似。所不 同的是：照像胶片光解后，Br-与Ag+分离而形成 稳定的银胶体，而在玻璃中由于其致密性，卤素原 子不能扩散离开银原子而仍处于它的周围，因此， 当辐照停止后，反应重新向左边进行，回复到原来 的无色状态。且这种可逆性相当好，研究人员测试 连续变化30万次而不会疲劳失效。
结束语
卤化银光色玻璃其实只是光色玻璃大家族中的 一员。光色玻璃包括无机光色玻璃和有机光色 玻璃两大类，各自有着独特的性能 。光色玻璃 也不仅限于制作镜片，它在建筑玻璃、汽车玻 璃等领域有着广泛的应用，并且其应用领域还 处于开发之中。
谢谢
较理想）
光
致
变
含有Zn、Cd、Hg、Cu和Ag
色
的某些无机材料
玻
光敏剂
璃
有机化合物
卤化银光致变色玻璃 ——目前市场上应用较为成熟的产品
早在1962年阿密斯坦（Armistead）和斯托凯 (Stookey)在美国就制出第一块光色玻璃，所用光 敏材料是卤化银。这种玻璃主要成分是二氧化硅， 其中含有碱金属氧化物和卤化银。
玻璃为什么变暗
当卤化银受到阳光照射时，阳光中紫外线的能量足以 使卤化银中的电子由价带跃迁到导带。被激发的电子 将Ag+还原为Ag。进而Ag发生聚集，对阳光产生吸收， 玻璃变暗。
玻璃为什么变暗
空穴：如果电子被激发去导带，那么原来的价带不就留下 一个正电荷吗?没错，这个正电荷叫做空穴! 空穴
玻璃为什么变暗
其实在制作过程中，除了加入卤化银外还要加入微 量氧化铜。氧化铜在制作玻璃的过程中受热后会部分 变为氧化亚铜，这些亚铜离子就会“ 捕获 ”空穴 ， 从而形成二价铜离子。这样就完成从无色到深色的变色过程。
Ag + + Cu+
Ag + Cu2+
玻璃如何褪色
卤化银光色玻璃在变暗后还可以褪色 。科学家对 褪色机理有很多种解释，这里介绍一种比较易于理解 的“ 热褪色 ”机理 。
不同颜色ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的互补关系：
卤化银变色玻璃变色原理及制备分析
玻璃为什么变暗
能吸收太阳光的物质银：银原子不带电，彼 此之间没有静电斥力，不能均匀分布在玻璃中， 而是相互聚集在一起，形成直径大约为1～5nm的 微晶。
银微晶在可见光500nm处产生吸收，这就使玻璃的 颜色变为灰色， 光线的透过率降低。光敏材料是卤 化银 ，它里面只有Ag+，哪来的Ag原子呢?