玻璃工艺11玻璃的着色和脱色

《玻璃工艺学》课程教学大纲英文名称: Glasses Technology课程编码:E014404课内教学时数：80学时,其中课堂授课64学时，实验16学时。

学分：5学分；适用专业：无机非金属材料工程本科开课单位：应用化学与环境工程系撰写人：王秋芹审核人：制定（或修订）时间：2014年8月一、课程的性质和任务玻璃工艺学是无机非金属材料专业的主要专业选修课程之一。

本课程旨在使学生掌握玻璃工艺的同时，培养学生实践能力，培养自学、讲解、协作和分析的综合能力。

要求学习本课程前应修完普通物理、材料物理、普通化学、材料科学基础、材料制备技术、无机材料化学、玻璃与非晶态材料等课程。

开设这门课的目的是让学生了解玻璃的种类、结构特点、基本性能、原料组成和制备工艺,了解玻璃在各个领域的应用现状和发展趋势.通过这门课的学习使学生对玻璃的性能和生产工艺过程有一个初步的掌握。

二、课程教学内容的基本要求、重点和难点第一单元玻璃的定义与结构㈠基本要求了解玻璃的发展历史，玻璃的发展前景，玻璃的通性，玻璃的结构理论，掌握玻璃组成、结构与性能之间的关系。

了解玻璃结构的研究方法.㈡教学重点玻璃的结构理论㈢教学难点玻璃组成、结构与性能之间的关系㈣教学内容1、玻璃的定义2、玻璃的通性3、玻璃的结构（1）玻璃的结构理论（2）传统玻璃结构（3）重金属玻璃结构（4）非氧化物玻璃的结构（5)金属玻璃的结构（6）有机玻璃的结构。

4、玻璃组成、结构与性能之间的关系（1）玻璃的阳离子分类(2)玻璃组成对结构的影响（3）结构对性质的影响。

5、玻璃结构的研究方法第二单元玻璃的形成与规律㈠基本要求通过本章的教学使学生了解玻璃形成方法，初步了解各种氧化物在玻璃熔体中的作用，理解玻璃的类型及结构学说，掌握玻璃的生成规律及玻璃成分、结构和性能之间的关系，领会玻璃的生成规律。

㈡教学重点玻璃的类型及结构学说。

㈢教学难点玻璃形成的动力学，热力学。

㈣教学内容1、玻璃形成物资（1）结晶化学理论（2)氧化物在玻璃中的作用2、玻璃形成方法（1)熔体冷却法(2)气相制备技术（3）液相制备技术（4）固相制备技术。

通过对上述报告的分析可以指出，任何一种脱色方法都不能使玻璃完全无色。

用化学脱色方法可提高光透过率。

但所产生的Fe¨离子会引起明显的光吸收。

用物理脱色方法虽然在外观上能得到无色的玻璃，然而光透过率却显著降低。

因此，只有在原料和碎玻璃受铁污染最少的玻璃液中，以及所用的脱色剂混合物依照玻璃的成分和熔炼与退火条件，来选择的玻璃液中才能呈现最有效的脱色。

此时，必须精确地称取脱色物质，并注意使它们在玻璃液中的分布尽量均匀。

脱色的混合料通常在料箱中进行配制，混合料要用石灰石加以稀释”，而且多半含有硼砂。

在坩埚中熔炼时，建议称出一定数量的脱色混合料，在第二次加料前添加到炉料中去，但要充分进行混合，然后再加入炉料中。

每天都要用长20—30cm的玻璃棒对脱色情况进行检验，并注意监督颜色的变化。

出现少许的变化就要立即提高或降低脱色剂的剂量加以校正。

如果在脱色时出现了急剧的变化，必须弄清变化的原因，倒出坩埚里的玻璃，并对坩埚进行清理。

某些物质的比例和用于脱色混合料的数量，在很大程度上取决于实际的条件。

主要脱色混合料及其数量列于表6—3中所用的脱色剂数量取决于玻职液的污染程度。

卉几种脱色剂组合的情况下，其中每一种脱色剂的含量都比衣6—3中所列的最低数量低得多。

四，辐照变暗(图6一门)图6—11(')用0．3笫As：O。

澄清的普通钾一钠一钙一种酸盐晶质坡璃6mm厚时的光谱透过率；(2)经太阳光直接照射80叫、时后受到辐照变暗作用的同一玻璃样品的透过率比较情况。

；前文已经指出，在短波轨射的作用下，含有某些物质的玻璃中会出现黄色或褐色着色(辐照变暗现象)。

这一过程将导致晶质玻璃在紫外线、刚光作用下的颜色变化。

用锰脱色的玻璃中会出现辐照变暗现象，这种玻璃在阳光-F呈褐一紫色或紫色色调。

在正常温度下，由紫外线所引起的下列反应是产生这种颜色的原因：4MnO+As20s二2Mn20。

+As20s，4FeO+As20。

（2）亮度brightness 垂直观察物的每单位投射面积上的光强。
（3）色调hue 色调主波长 指透过率最大的波长。
（4）色饱和度（纯度P）saturation 主波长在消色混合中所占的比例。 （2）（3）（4）是用于区别彩色的。 2. X-Y颜色图（自学）
？色品图中哪个区域的颜色饱和度最高？
3. 着色玻璃的分类 （1）光吸收型着色玻璃 离子着色 高能辐射着色
1802年生理学家汤麦斯·杨根据人眼的视觉生理特征提出了 新的三原色理论。他认为色光的三原色并非红、黄、蓝，而是 红、绿、紫。这种理论又被物理学家马克思韦尔证实。他通过 物理试验，将红光和绿光混合，这时出现黄光，然后掺入一定 比例的紫光，结果出现了白光。此后，人们才开始认识到色光 和颜料的原色及其混合规律是有区别的。
（８）铜
Cu0 红色、金星。 Cu+ 3d全充满，无 色。Cu2+天蓝色，与铬共用可制绿色 信号玻璃。
在钠硼玻璃中随钠的增多 绿→青绿→蓝
稀土金属 主要为f-f 跃迁，着色稳定。 （９）铈 Ce4+ 强烈吸收紫外线，可见光透过率高。
紫外吸收带进入可见光区产生淡黄色。
铈钛黄 不同基玻璃、比例可得黄、金黄、棕、蓝等 色。
反应平衡受到温度、气氛、时间等的影响。
·温度升高，利于高价离子分解 ·气氛 还原气氛利于高价离子降价 ·时间 时间延长，利于高价离子降价 d. 光照和热处理 ②非着色离子的影响 a. 阳离子场强
氧离子的有效电场q是可变的，受阳离子场强的作 用改变。高场强阳离子对氧的极化作用强，使q减小。 ∵Δ∝q，∴吸收光波长向长波方向移动。
把两种或多种色并置于一个圆盘上，通过动力令其快速 旋转，而看到的新的色彩。颜色旋转混合效果在色相方面与 加法混合的规律相似，但在明度上却是相混各色的平均值。 B:空间混合：

《玻璃工艺学》教学大纲课程编号：083077课程名称：玻璃工艺学英语名称：课程类型：专业限选课总学时：48 讲课学时：44 实验学时：4学分：3适用对象：材料科学与工程无机材料专业方向先修课程：材料科学、材料工程、热工工程和设备、工业窑炉一、课程性质、目的和任务玻璃工艺学是无机非金属材料专业的主要专业课。

主要讲授玻璃组成结构物理化学性能、生产工艺过程及设备及各种制品的生产工艺和玻璃加工。

目的是使学生掌握玻璃生产制备的基本原理、工艺过程和设备，使之胜任玻璃生产工艺工程师的基本技术要求。

教学基本要求玻璃工艺学课程教学主要包括生产实习、课堂教学和实验教学三部分内容。

生产实验内容主要是分解掌握玻璃生产工艺过程，从原料选择配合料制备、玻璃熔制和熔制设备、玻璃成型工艺和成型设备、玻璃退火工艺和退火设备、动力、运输和总图布置以及玻璃加工工艺过程及设备。

生产实习在玻璃生产厂家现场实施。

二、教学内容及要求课程教学内容主要以西北轻工业学院主编的《玻璃工艺学》和武工大出版社龙逸主编《玻璃加工》为主要教学参考书，主要讲授玻璃组成、结构、物理化学性能、生产工艺原理及过程设备、各种玻璃制品的生产工艺和玻璃加工工艺过程及设备。

§ 1.绪论：玻璃品种、特性、应用及行业概况§ 2.玻璃物理化学特性2.1玻璃组成、结构2.2玻璃生成规律2.3玻璃体和熔体相变2.4玻璃的粘度2.5玻璃的表面特性和化学稳定性2.6玻璃机械和热学性能2.7玻璃的光学性能2.8玻璃着色和脱色2.9玻璃性能测试技术和设备§ 3.玻璃工艺学基础3.1玻璃原料、配合料制备过程及设施3.2玻璃的熔制过程工艺和玻璃体缺陷3.3玻璃熔制设备3.4玻璃的成型工艺和成型设备3.5玻璃的退火及淬火工艺§ 4.玻璃制品生产工艺4.1平板和浮法玻璃生产工艺及设备4.2瓶罐和器皿生产工艺及设备4.3药用和仪器玻璃生产工艺及设备4.4光学和颜色玻璃生产工艺4.5微晶玻璃和搪瓷玻璃生产工艺4.6光源和电真空玻璃生产工艺4.7玻璃纤维和光导纤维生产工艺§ 5.加工玻璃的品种、应用、工艺过程和经济分析5. 1镀膜玻璃和玻璃镜5. 2夹层玻璃5. 3钢化玻璃5.4中空玻璃5.5釉面彩饰玻璃5.6玻璃加工预前处理过程四、实践环节生产实习(生产现场工艺过程设备)工艺设计(设计、规划、技术经济分析)实验教学（综合实验和课程实验）五、课外习题及课程讨论玻璃品种成份设计、性能计算、料方计算玻璃新品种的应用和工艺的新进展六、教学方法与手段1．课堂讲授、专题讨论2．生产实习、工艺实验、综合实验3．工艺设计、窑炉设计八、考核方式考核考查结合，课程部分闭卷或开卷考试，习题、讨论、实习、设计、实验、考查评定。