Colored (Coloured) GlassesDr. Frank

Colored (Coloured) Glasses
Dr. Frank E. Woolley
The Nature of Coloration in Glasses
The two principal methods of creating color in glasses are to dissolve elements that absorb light of specific wavelengths, or to create dispersions of extremely fine particles, called colloids, that also absorb light of specific wavelengths.
The amount of light absorbed by either method depends only on the wavelength and the amount of the colorant that is in its path.
This means that the intensity of the color depends on the product of the thickness of the glass and the concentration of colorant in the glass; thick colored glass looks darker or more colored than thin glass of exactly the same composition, in direct proportion to the glass thickness.
Some glasses are opaque as well as colored; these are opal (white) glasses to which the same colorants that produce transparent colors have been added.
Components That Color Glasses
Solution colorants
The most common dissolved colorants are elements of the transition metal family; the nonmetals sulfur and selenium, and metals of the rare earth family are also used as glass colorants. Author's note: See chart on page 23 for the colorants and the resulting colors when employed in a batch.
The color is created by a process within the atom. This means that a color recipe for one glass will usually work for other glass compositions (if they both have the same oxidation state).
In general, potassium silicate glasses (K O) give “clearer” colors (narrower absorption bands) than sodium silicate glasses (Na20).
Transition metals dissolve in glass as “ions,” which are atoms with one or more of their electrons removed.
The number of electrons removed depends on the “oxidation state” of the glass or how much oxygen is chemically available to react with the transition metal element; this is controlled by adding oxidizing and reducing agents in the batch, and by contact with the furnace atmosphere.
Very pure reds, oranges, and yellows can be obtained by precipitating colloids of cadmium with sulfur (yellow) and selenium (red).
Because of the extreme toxicity of cadmium and selenium, these glasses require careful-batch handling and very effective dust and exhaust removal.
Since both components are lost from the melt by volatilization, the color changes with time in the furnace or the flame as does the LEC.
Adding Colorants to Pre-Mixed Batches
Colorants added to premixed batch need to be fairly well dispersed in the batch; since most of them have higher densities than the clear glass, they tend to drop to the bottom of the melter if they are poorly mixed.
If there is good convection in the melter, the colorants do not need to be mixed throughout the entire charge; they can be dispersed in a portion of the fill. It should be noted though that small tanks and crucibles have very low convection currents.
Interactions between colorants and fining agents
Since oxidation state is important for many of the colorants, and is critical for the colloidal (cadmium and selenium) colorants, there is a natural conflict between the colorants and the fining agents. Fining agents are oxidizers and remove sulfur and selenium during melting.
It should be noted that Spruce Pine and many other batches contain antimony, which creates an oxidizing condition at the fining temperature. Antimony becomes a reducing agent as the glass is cooled; this helps the precipitation of metallic colloids but decreases the intensity of manganese and copper colors

Trang 21

Kết quả (Việt) 1:

Kính màu (màu)Tiến sĩ Frank E. WoolleyBản chất của màu sắc trong mắt kínhHai phương pháp chính của việc tạo ra màu sắc trong mắt kính có để hòa tan yếu tố hấp thụ ánh sáng bước sóng cụ thể, hoặc để tạo ra dispersions của hạt rất mịn, được gọi là hệ keo, mà cũng có thể hấp thụ ánh sáng bước sóng cụ thể.Số lượng ánh sáng hấp thụ bởi một trong hai phương pháp phụ thuộc chỉ vào các bước sóng và số lượng màu là con đường của nó.Điều này có nghĩa là cường độ màu phụ thuộc vào sản phẩm của độ dày của kính và nồng độ của sơn trong kính; thủy tinh màu dày trông sẫm màu hơn hoặc nhiều màu hơn mỏng ly chính xác cùng một thành phần, các tỷ lệ trực tiếp với kính dày.Một số kính được đục cũng như màu; đây là ngọc mắt mèo (trắng) kính mà các chất màu tương tự sản xuất trong suốt màu sắc đã được thêm vào.Thành phần màu kínhGiải pháp chất màuChất màu bị giải thể phổ biến nhất là các yếu tố của gia đình kim loại chuyển tiếp; lưu huỳnh nonmetals và selen và kim loại đất hiếm gia đình cũng được sử dụng như là chất màu thủy tinh. Lưu ý của tác giả: xem biểu đồ trên trang 23 cho các chất màu và màu sắc kết quả khi làm việc trong một lô.Màu sắc được tạo ra bởi một quá trình trong nguyên tử. Điều này có nghĩa rằng một công thức màu cho một kính thường sẽ làm việc cho các tác phẩm kính khác (nếu cả hai đều có cùng trạng thái ôxi hóa).Nói chung, mắt kính silicat kali (K O) cung cấp cho "rõ ràng" màu sắc (ban nhạc hấp thu hẹp hơn) hơn silicat natri kính (Na20).Kim loại chuyển tiếp hòa tan trong thủy tinh như là "ion", đó là các nguyên tử với một hoặc nhiều của các điện tử của họ loại bỏ.Số lượng điện tử loại bỏ phụ thuộc vào trạng thái ôxi hóa"" của thủy tinh hoặc bao nhiêu oxy là hóa học có sẵn để phản ứng với nguyên tố kim loại chuyển tiếp; Điều này được điều khiển bằng cách thêm oxy hóa và đại lý giảm trong lô, và tiếp xúc với khí quyển lò.Rất tinh khiết màu đỏ, cam, và vàng có thể được thu được bằng kết tủa hệ keo cadmium với lưu huỳnh (màu vàng) và selen (màu đỏ).Bởi vì độc tính cực của cadmium và selen, kính những đòi hỏi phải xử lý cẩn thận hàng loạt và bụi rất hiệu quả và thải loại bỏ.Kể từ khi cả hai thành phần bị mất từ tan chảy bởi volatilization, màu sắc thay đổi với thời gian trong lò hoặc ngọn lửa như LEC.Thêm chất màu vào hỗn hợp trước lôChất màu bổ sung vào trộn lô cần phải được khá tốt phân tán trong lô; kể từ khi hầu hết họ có mật độ cao hơn thủy tinh rõ ràng, họ có xu hướng giảm xuống dưới melter nếu họ kém hỗn hợp.Nếu không có đối lưu tốt trong melter, các chất màu không cần phải được trộn lẫn trong suốt toàn bộ phí; họ có thể được phân tán trong một phần điền vào. Cần lưu ý mặc dù nhỏ thùng chứa và nồi có dòng đối lưu rất thấp.Tương tác giữa các chất màu và fining đại lýKể từ khi trạng thái ôxi hóa quan trọng đối với nhiều người trong số các chất màu, và là quan trọng cho chất keo (cadmium và selen) chất màu, có là một cuộc xung đột tự nhiên giữa các chất màu và các đại lý fining. Đại lý fining là oxidizers và loại bỏ lưu huỳnh và selen trong tan chảy.Cần lưu ý rằng Spruce Pine và nhiều lô khác chứa antimon, tạo ra một tình trạng ôxi hóa ở nhiệt độ fining. Antimon trở thành một tác nhân khử như kính được làm lạnh; Điều này giúp mưa kim loại keo nhưng giảm cường độ của mangan và đồng màu sắcTrang 21