为什么玻璃会变色
2024-12-31 23:06:38玻璃变色的原因主要可以归纳为以下几种:
光照和热辐射
玻璃在受到特定波长光的照射时,会产生色心并导致着色。当光源去除后,色心会破坏并恢复透明。这种可逆的变色过程是基于玻璃内部结构的均匀变化,主要通过在基质玻璃中掺加可变价的元素(如铈Ce、铕Eu等)实现颜色可逆变化。
溴化银和氧化铜
含有溴化银(或氯化银)和微量氧化铜的玻璃在受到太阳光或紫外线的照射时,溴化银发生分解,产生银原子,这些银原子能吸引可见光,使玻璃变成灰黑色。当把变色后的玻璃放到暗处时,在氧化铜的催化作用下,银原子和溴原子又会结合成溴化银,玻璃恢复无色透明。
温度变化
当外界温度升高到一定阈值时,玻璃会从透明状态转变为不透明或半透明状态,同时产生颜色变化。这种变色玻璃能够减少太阳光直接照射带来的热量,阻挡紫外线和红外线,同时允许可见光通过。纳米凝胶变色玻璃的变色原理主要基于凝胶内部纳米粒子或分子链的温度敏感性,在温度变化时,这些纳米粒子或分子链会发生构象变化或相变,从而改变其对光的吸收、散射或反射特性。
光色材料
光致变色玻璃是在玻璃原料中加入光色材料制成。这些材料具有两种不同的分子或电子结构状态,在可见光区有两种不同的吸收系数,在光的作用下,可从一种结构转变到另一种结构,导致颜色的可逆变化。常见的含卤化银变色玻璃是在钠铝硼酸盐玻璃中加入少量卤化银(AgX)作感光剂,再加入微量铜、镉离子作增感剂,熔制成玻璃后,经适当温度热处理,使卤化银聚成微粒状而制得。
过渡金属离子和稀土金属离子
玻璃的着色是由于可见光透过玻璃时,不同波长透过程度不同而产生的。原因是溶解在玻璃中的过渡金属离子或稀土金属离子的电子跃迁而引起的光吸收或分散在玻璃中呈胶体状的元素或化合物微粒子的色散与吸收或放射线等的照射所产生的着色中心所引起的光吸收等。
表面着色
通过在玻璃表面涂敷金属、金属氧化物等,形成透明、半透明或不透明的颜色涂层,也可以使玻璃变色。这种方法可以用于建筑物中公共设施的门窗及内、外装修的饰面材料。
综上所述,玻璃变色的原因多种多样,主要包括光照和热辐射、溴化银和氧化铜的化学反应、温度变化、光色材料的应用、过渡金属离子和稀土金属离子的电子跃迁以及表面着色技术等。