Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Пивные бутылки разных цветов

Окрашивание стекла и цветовую маркировку можно получить несколькими способами.

  1. путем добавления окрашивающих ионов , [1] [2]
  2. путем осаждения коллоидов нанометрового размера (так называемые ударные стекла [1], такие как «золотой рубин» [3] или красный «селеновый рубин»), [2]
Древнеримское эмалированное стекло , I век, клад Беграм
  1. с помощью цветных включений (как в стакане молока и дымчатое стекло )
  2. с помощью светового рассеяния (как в фазе отделяет стекла ) [2]
  3. с помощью дихроичных покрытий (см дихроичного стекла ), или
  4. с помощью цветных покрытий

Раскрашивание ионов [ править ]

Стекло оксид железа (II)

Обычное натриево-известковое стекло кажется бесцветным для невооруженного глаза, когда оно тонкое, хотя примеси оксида железа дают зеленый оттенок, который можно увидеть на толстых кусках или с помощью научных инструментов. Другие металлы и оксиды металлов могут быть добавлены в стекло во время его производства, чтобы изменить его цвет, что может повысить его эстетическую привлекательность. Примеры этих добавок перечислены ниже:

Янтарное стекло
Урановое стекло светится под ультрафиолетовым светом
Кобальтовое стекло для декора
  • Оксид железа (II) может быть добавлен в стекло, что приводит к синевато-зеленому стеклу, которое часто используется в пивных бутылках. Вместе с хромом дает более насыщенный зеленый цвет, используемый для винных бутылок .
  • Сера , вместе с солями углерода и железа, используется для образования полисульфидов железа и получения янтарного стекла от желтоватого до почти черного. В боросиликатных стеклах, богатых бором, сера придает синий цвет. С кальцием приобретает темно-желтый цвет. [4]
  • Марганец можно добавлять в небольших количествах, чтобы удалить зеленый оттенок, придаваемый железом, или в более высоких концентрациях, чтобы придать стеклу аметистовый цвет. Марганец - одна из старейших добавок в стекло, а пурпурное марганцевое стекло использовалось с ранней истории Египта.
  • Диоксид марганца , который имеет черный цвет , используется для удаления зеленого цвета со стекла; в очень медленном процессе он превращается в перманганат натрия , темно- пурпурное соединение. В Новой Англии в некоторых домах, построенных более 300 лет назад, оконные стекла слегка окрашены в фиолетовый цвет.из-за этого химического изменения; и такие стекла ценятся как антиквариат. Этот процесс часто путают с образованием «пустынного аметистового стекла», в котором стекло, подвергающееся воздействию солнечного света пустыни с высоким ультрафиолетовым компонентом, приобретает нежный фиолетовый оттенок. Детали процесса и состав стекла различаются, как и результаты, потому что получить или изготовить должным образом контролируемые образцы непросто. [5]
  • Небольшие концентрации кобальта (от 0,025 до 0,1%) дают синее стекло. Наилучшие результаты достигаются при использовании стекла, содержащего калий . Для обесцвечивания можно использовать очень небольшое количество.
  • От 2 до 3% оксида меди дает бирюзовый цвет.
  • Никель , в зависимости от концентрации, дает стекло синего, фиолетового или даже черного цвета . Свинцовый кристалл с добавлением никеля приобретает пурпурный цвет. Никель вместе с небольшим количеством кобальта использовался для обесцвечивания свинцового стекла .
  • Хром - очень мощный краситель, придающий темно-зеленый цвет [6] или, в более высоких концентрациях, даже черный цвет. Вместе с оксидом олова и мышьяком образует изумрудно-зеленое стекло. Хром авантурин , в котором aventurescence достигается за счет роста крупных параллельных хрома (III) оксида пластин во время охлаждения, изготовлен из стекла с добавлением оксида хрома в количестве выше предела его растворимости в стекле.
  • Кадмий вместе с серой образует сульфид кадмия и дает темно-желтый цвет, часто используемый в глазури. Однако кадмий токсичен. Вместе с селеном и серой дает оттенки ярко-красного и оранжевого. [7]
  • Добавление титана производит желтовато - коричневого стекла. Титан, который редко используется сам по себе, чаще используется для усиления и осветления других красителей.
  • Можно добавить уран (от 0,1 до 2%), чтобы стекло приобрело флуоресцентный желтый или зеленый цвет. [8] Урановое стекло обычно недостаточно радиоактивно , чтобы быть опасным, но если его измельчить в порошок, например, отполировать наждачной бумагой, и вдыхать, оно может быть канцерогенным . При использовании со свинцовым стеклом с очень высоким содержанием свинца дает темно-красный цвет.
  • Дидимий дает зеленый цвет (используется в УФ-фильтрах) или лилово-красный цвет. [7]

Поразительные очки [ править ]

Чаша из клюквенного стекла
Фотохромные линзы очков . Окраска вызвана наночастицами серебра .
  • Селен , как и марганец, можно использовать в небольших концентрациях для обесцвечивания стекла или в более высоких концентрациях для придания красноватого цвета, вызванного наночастицами селена, диспергированными в стекле. Это очень важный агент для изготовления розового и красного стекла. При использовании вместе с сульфидом кадмия [9] он дает ярко-красный цвет, известный как «селен-рубин».
  • Чистая металлическая медь дает очень темно-красное непрозрачное стекло, которое иногда используется вместо золота при производстве стекла рубинового цвета.
  • Металлическое золото в очень малых концентрациях (около 0,001%, или 10 частей на миллион) дает стекло насыщенного рубинового цвета («Рубиновое золото» или «Рубино Оро»), в то время как более низкие концентрации дают менее интенсивный красный цвет, часто продаваемый как « клюква». ". Цвет обусловлен размером и дисперсией частиц золота. Рубиново-золотое стекло обычно изготавливают из свинцового стекла с добавлением олова .
  • Соединения серебра, такие как нитрат серебра и галогениды серебра, могут давать различные цвета от оранжево- красного до желтого. То, как стекло нагревается и охлаждается, может существенно повлиять на цвет, создаваемый этими соединениями. Кроме того, фотохромные линзы и светочувствительного стекла основаны на серебре.
  • Фиолетовый Кассия является фиолетовым пигментом , образованным реакцией солей золота с оловом хлорида (II).

Окрашивание добавлено к стеклу [ править ]

Основными методами этого являются эмалированное стекло , по сути, техника рисования узоров или изображений, используемых как для стеклянных сосудов, так и для витражей, и краска для стекла, обычно черного цвета, и серебряная морилка , придающая желтый цвет апельсинам на витражах. Все они обжигаются в печи или печи, чтобы исправить их, и при правильном применении могут быть чрезвычайно прочными. Это не относится к стеклу, окрашенному холодным способом с использованием масляной краски или других смесей, которые редко хранятся дольше нескольких столетий.

Цветные включения [ править ]

Оксид олова с оксидами сурьмы и мышьяка дает непрозрачное белое стекло ( молочное стекло ), которое сначала использовалось в Венеции для производства имитации фарфора , а затем очень часто окрашивалось эмалями . Точно так же в основе некоторых дымчатых стекол могут быть включения темного цвета, но при ионном окрашивании также возможно получение темных цветов (см. Выше).

Цвет, вызванный рассеянием [ править ]

Эффект Тиндаля в опалесцирующем стекле: сбоку оно кажется синим, но сквозь него просвечивает оранжевый свет. [10]
Градиент размера пор пористого стекла (большие поры справа); окраска на основе эффекта Тиндаля .

Стекло, содержащее две или более фаз с разными показателями преломления, окрашивается на основе эффекта Тиндаля и объясняется теорией Ми , если размеры фаз аналогичны или превышают длину волны видимого света . Рассеянный свет имеет синий и фиолетовый цвет, как видно на изображении, а проходящий свет - желтый и красный.

Дихроичное стекло [ править ]

Основная статья: дихроичное стекло
Кулон из дихроичного стекла

Дихроичное стекло имеет одно или несколько покрытий в нанометровом диапазоне (например, металлы, оксиды металлов или нитриды), которые придают стеклу дихроичные оптические свойства. Также синий цвет некоторых автомобильных стекол вызван дихроизмом.

См. Также [ править ]

  • Теория кристаллического поля - физическое объяснение окраски
  • Цвет средневекового витража
  • Водородное потемнение
  • Поглощение гидроксильных ионов
  • Прозрачные материалы

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Бернард Х. С. Де Йонг, Рууд Г. К. Биркенс, Питер А. ван Ниджнаттен: «Стекло», в: «Энциклопедия промышленной химии Ульмана»; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2002, DOI : 10.1002 / 14356007.a12_365
  2. ^ a b c Вернер Фогель: «Химия стекла»; Springer-Verlag Berlin и Heidelberg GmbH & Co. K; 2-е исправленное издание (ноябрь 1994 г.), ISBN  3-540-57572-3
  3. ^ Формирование золотых наночастиц в золотом рубиновом стекле: влияние олова
  4. ^ Вещества, используемые при изготовлении цветного стекла. Архивировано 2 апреля 2010 г.на Wayback Machine 1st-glass.1st-things.com (Дэвид М. Исситт). Проверено 9 апреля 2014 г.
  5. ^ Нассау, Курт (2001). Физика и химия цвета: пятнадцать причин цвета . Вайли. ISBN 978-0-471-39106-7. Проверено 4 апреля 2013 года .
  6. ^ Химический информационный бюллетень - Хром Архивировано 15 августа 2017 г. на сайте Wayback Machine www.speclab.com. Проверено 3 августа 2006 г.
  7. ^ а б Р. Барбур. «Выдувание стекла для лаборантов» (PDF) . wiredfreak.com. Архивировано из оригинального (PDF) 26 марта 2012 года . Проверено 9 апреля 2014 года .
  8. ^ Урановое стекло www.glassassociation.org.uk (Барри Скелчер). Проверено 3 августа 2006 г.
  9. ^ «Селен» . Иллюстрированный словарь по стеклу . www.glassonline.com. Архивировано из оригинала на 1 октября 2011 года . Проверено 9 апреля 2014 года .
  10. ^ «Почему небо голубое, а закаты красные ?: Синий и красный» . Причины цвета . Институт динамического развития образования . Проверено 23 апреля 2014 года .