Окраска стекла и цветовая маркировка - Glass coloring and color marking

Пиво бутылки разных цветов

Окраска стекла и цветовая маркировка можно получить несколькими способами.

  1. добавлением красящие ионы,[1][2]
  2. путем осаждения коллоидов нанометрового размера (так называемые яркие очки[1] например "золотой рубин"[3] или красный «селеновый рубин»),[2]
Древнеримский эмалированное стекло, 1 век, Беграм клад
  1. от цветные включения (как в стакан молока и дымчатое стекло )
  2. от свет рассеяние (как в стекло с фазовым разделением )[2]
  3. от дихроичный покрытия (увидеть дихроичное стекло ), или
  4. от цветные покрытия

Окрашивающие ионы

Стекло оксид железа (II)

Обыкновенный натриево-известковое стекло появляется бесцветный невооруженным глазом, когда он тонкий, хотя примеси оксида железа вызывают зеленый оттенок, который можно увидеть толстыми кусками или с помощью научных инструментов. В дальнейшем металлы и металл оксиды могут быть добавлены в стекло во время его изготовления, чтобы изменить его цвет, что может повысить его эстетическую привлекательность. Примеры этих добавок перечислены ниже:

Янтарное стекло
Урановое стекло светится под УФ-излучение
Кобальтовое стекло для украшения
  • Оксид железа (II) может быть добавлен в стекло, что приводит к получению голубовато-зеленого стекла, которое часто используется в пивных бутылках. Вместе с хром дает более насыщенный зеленый цвет, используется для винные бутылки.
  • Сера, вместе с углерод и соли железа, используются для образования полисульфидов железа и получения янтарного стекла от желтоватого до почти черного. В боросиликатные стекла богатая бором, сера придает голубой цвет. С участием кальций он дает темно-желтый цвет.[4]
  • Марганец можно добавлять в небольших количествах, чтобы удалить зеленый оттенок, придаваемый железом, или в более высоких концентрациях, чтобы придать стеклу аметист цвет. Марганец - одна из старейших добавок в стекло, а пурпурное марганцевое стекло использовалось с ранней истории Египта.
  • Диоксид марганца, который черный, используется для удаления зеленого цвета со стекла; в очень медленном процессе это преобразуется в перманганат натрия, темный фиолетовый соединение. В Новая Англия в некоторых домах, построенных более 300 лет назад, оконные стекла слегка тонированы Виолетта 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 содержанием ультрафиолета, приобретает нежный фиолетовый оттенок. Детали процесса и состав стекла различаются, как и результаты, потому что получить или произвести должным образом контролируемые образцы непросто.[5]
  • Небольшие концентрации кобальт (От 0,025 до 0,1%) доходность синий стекло. Наилучшие результаты достигаются при использовании стекла, содержащего поташ. Для обесцвечивания можно использовать очень небольшое количество.
  • От 2 до 3% оксид меди производит бирюзовый цвет.
  • Никель в зависимости от концентрации дает синий или Виолетта, или даже черный стекло. Свинцовый кристалл с добавлением никеля приобретает пурпурный цвет. Никель вместе с небольшим количеством кобальта использовался для обесцвечивания свинцовое стекло.
  • Хром очень мощный краситель, дает темно-зеленый[6] или в более высоких концентрациях даже черного цвета. Вместе с оксидом олова и мышьяком дает изумрудно-зеленый стекло. Хром авантюрин, в котором авантюра была достигнута за счет роста больших параллельных оксид хрома (III) пластины во время охлаждения также были изготовлены из стекла с добавлением оксида хрома в количестве, превышающем его предел растворимости в стекле.
  • Кадмий вместе с серой образует сульфид кадмия и приводит к темно-желтому цвету, часто используемому в глазури. Однако кадмий токсичен. Вместе с селеном и серой дает ярко-красный и оранжевый оттенки.[7]
  • Добавление титан производит желтоватый -коричневый стекло. Титан, который редко используется сам по себе, чаще используется для усиления и осветления других красителей.
  • Уран (От 0,1 до 2%) можно добавить для придания стеклу флуоресцентно-желтого или зеленый цвет.[8] Урановое стекло обычно не радиоактивный достаточно, чтобы быть опасным, но если измельчить в порошок, например, отполировать наждачной бумагой, и вдыхать, это может быть канцерогенный. При использовании со свинцовым стеклом с очень высоким содержанием свинца дает темно-красный цвет.
  • Didymium дает зеленый цвет (используется в УФ-фильтрах) или лилово-красный цвет.[7]

Эффектные очки

Клюквенный стакан чаша
Фотохромные линзы для очков. Окраска вызвана наночастицы серебра.
  • Селен Подобно марганцу, его можно использовать в небольших концентрациях для обесцвечивания стекла или в более высоких концентрациях для придания красноватый цвет, вызванный 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».
  • Чистый металлик медь производит очень темно-красное непрозрачное стекло, которое иногда используется в качестве заменителя золота при производстве Рубин -цветное стекло.
  • Металлический 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 проданный так как "клюква ". Цвет обусловлен размером и дисперсией золотых частиц. Рубиново-золотое стекло обычно изготавливается из свинцовое стекло с добавленным банка.
  • Серебряный такие соединения, как нитрат серебра и галогениды серебра может производить диапазон цветов из оранжевый от красного до желтого. Способ нагрева и охлаждения стекла может существенно повлиять на цвет, создаваемый этими соединениями. Также фотохромные линзы и светочувствительное стекло основаны на серебре.
  • Пурпур Кассия пурпурный пигмент, образующийся в результате реакции солей золота с хлоридом олова (II).

Краска добавлена ​​к стеклу

Основные методы этого: эмалированное стекло, по сути, техника рисования узоров или изображений, используемая как для стеклянных сосудов, так и на витражах, и окраска стекла, обычно в черный цвет, серебряное пятно, придавая желтизну 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 в холодном состоянии с использованием масляной краски или других смесей, которые редко хранятся дольше нескольких столетий.

Цветные включения

Оксид олова с участием сурьма и мышьяк оксиды образуют непрозрачный белый стекло (стакан молока ), впервые использованный в Венеция произвести имитацию фарфор, очень часто тогда расписанные эмалями. Точно так же некоторые дымчатые очки может быть основан на включениях темного цвета, но при ионном окрашивании также возможно получение темных цветов (см. выше).

Цвет, вызванный рассеянием

В Эффект Тиндаля в опалесцирующий Стекло: сбоку оно кажется синим, но сквозь него просвечивает оранжевый свет.[10]
Пористое стекло градиент размера пор (большие поры справа); раскраска на основе Эффект Тиндаля.

Стекло, содержащее два или более фазы с разными показатели преломления показывает раскраску на основе Эффект Тиндаля и объяснил Теория Ми, если размеры фаз близки или больше, чем длина волны видимого света. Рассеянный свет имеет синий и фиолетовый цвет, как видно на изображении, а проходящий свет - желтый и красный.

Дихроичное стекло

Основная статья: Дихроичное стекло
Кулон из дихроичное стекло

Дихроичное стекло имеет одно или несколько покрытий в нанометровом диапазоне (например, металлы, оксиды металлов или нитриды), которые придают стеклу дихроичный оптические свойства. Также синий внешний вид некоторых автомобилей лобовые стекла вызвано дихроизмом.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б Бернард Х. В. С. Де Йонг, Рууд Г. К. Биркенс, Питер А. ван Ниджнаттен: «Стекло», в: «Энциклопедия промышленной химии Ульмана»; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2002 г., Дои:10.1002 / 14356007.a12_365
  2. ^ а б 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 наночастиц золота в золотом рубиновом стекле: влияние олова
  4. ^ Вещества, используемые при изготовлении цветного стекла В архиве 2010-04-02 в 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. Получено 4 апреля 2013.
  6. ^ Химический информационный бюллетень - Хром В архиве 2017-08-15 в Wayback Machine www.speclab.com. Проверено 3 августа 2006 г.
  7. ^ а б Р. Барбур. «Выдувание стекла для лаборантов» (PDF). wiredfreak.com. Архивировано из оригинал (PDF) 26 марта 2012 г.. Получено 9 апреля 2014.
  8. ^ Урановое стекло www.glassociation.org.uk (Барри Скелчер). Проверено 3 августа 2006 г.
  9. ^ "Селен". Иллюстрированный словарь по стеклу. www.glassonline.com. Архивировано из оригинал 1 октября 2011 г.. Получено 9 апреля 2014.
  10. ^ «Почему небо голубое, а закаты красные ?: Синий и красный». Причины цвета. Институт динамического развития образования. Получено 23 апреля 2014.