Comment se forme la couleur de la bouteille en verre ? - Maypak

D'où viennent ces magnifiques couleurs de verre ?

Ordinaire bouteilles en verre Le verre est fabriqué en faisant fondre ensemble du sable de quartz, du carbonate de sodium et du calcaire. C'est un mélange de silicates dont la composition n'est pas fixe. Les premiers verres fabriqués par l'homme étaient de petits morceaux de verre peu transparents et légèrement colorés. Cette coloration n'était pas intentionnelle, mais résultait de matières premières impures mélangées à des impuretés. À cette époque, les bouteilles en verre coloré n'étaient utilisées que comme objets décoratifs et les exigences étaient moindres. La coloration du verre était alors le fruit du hasard. Mais le verre coloré que nous recherchons aujourd'hui répond à des exigences scientifiques très strictes et ne peut être produit qu'après avoir percé le secret de sa coloration. bouteille en verre est révélé.

Des recherches ont montré que l'ajout de 0,4 à 0,7 % de colorant à la composition du verre ordinaire permet de le colorer. Les colorants sont principalement des oxydes métalliques. Chaque élément métallique possédant une signature spectrale unique, différents oxydes métalliques peuvent présenter des couleurs différentes. L'ajout de ces oxydes à la composition du verre le colore. Par exemple, l'oxyde de chrome (Cr₂O₃) donne un verre vert ; le dioxyde de manganèse (MnO₂) un verre violet ; et l'oxyde de cobalt (Co₂O₃) un verre bleu. Les lunettes de protection utilisées par les métallurgistes et les soudeurs sont fabriquées à partir de ce type de verre.

En fait, la couleur de bouteilles en verre La couleur du verre dépend non seulement des colorants ajoutés, mais aussi de la valence des éléments, ajustée par la température de fusion et les propriétés de la flamme du four. Par exemple, si le cuivre est présent sous forme d'oxyde de cuivre (Cu₂O), un métal précieux, le verre sera bleu-vert ; en présence d'oxyde cuivreux (Cu₂O), un métal moins cher, il sera rouge. Parfois, une première fusion ne suffit pas à révéler toute sa couleur, et une seconde cuisson est nécessaire. C'est le cas du précieux verre rouge doré, obtenu en ajoutant une petite quantité d'or à des ingrédients ordinaires. Après une première fusion, l'or est dispersé dans le verre sous forme d'atomes, et le verre reste incolore. Lors d'une seconde cuisson à une température proche du point de fusion, les atomes d'or s'agrègent en particules colloïdales, et le verre prend alors une magnifique teinte rouge.

Aujourd'hui, on utilise les oxydes de terres rares comme colorants pour fabriquer divers verres colorés de haute qualité. Le verre coloré dopé aux terres rares présente une couleur claire et éclatante, et change même de couleur selon la lumière. Par exemple, le verre à l'oxyde de néodyme possède cette caractéristique. Il apparaît rouge-violet à la lumière du soleil et bleu-violet sous fluorescence, ce qui est très esthétique. Il existe un type de verre dont la couleur varie en fonction de l'intensité lumineuse. On l'utilise pour les verres de lunettes et les vitres des maisons. Utilisé comme vitrage, ce type de verre permet de conserver une certaine luminosité dans une pièce, et il n'est plus nécessaire d'utiliser des rideaux pour se protéger du soleil ; c'est pourquoi on l'appelle parfois « rideau automatique ». Il bloque également les rayons ultraviolets du soleil. Une fois les bibliothèques et les musées équipés de ce type de verre, les livres et les objets culturels sont protégés des rayons ultraviolets.

Outre les terres rares, l'ajout direct de tungstène et de platine au verre permet également d'obtenir un verre à couleur changeante.

Les pigments ordinaires se décolorent sous l'effet des rayons ultraviolets du soleil ou de l'action de l'oxygène et du dioxyde de soufre présents dans l'air ; mais le verre coloré résiste au soleil et à la pluie car les oxydes, tels que les métaux qui lui confèrent sa couleur, sont fusionnés avec le verre. Il conserve ainsi sa belle apparence de jeunesse pour toujours. Avec le développement de la science et de la technologie, la variété des verres colorés ne cesse de s'accroître, et notre vie s'en trouvera embellie et décorée.

En termes simples, le verre coloré présente différentes couleurs grâce à l'absorption, la réflexion et la transmission de la lumière d'une certaine longueur d'onde. Il est principalement utilisé pour les portes et fenêtres des bâtiments publics et comme revêtement pour la décoration intérieure et extérieure. Il existe deux procédés de coloration du verre : la coloration du matériau et la coloration de surface.

Coloration des matériaux

Le procédé d'ajout de substances pouvant former des ions colorés, des colloïdes composés et des particules colloïdales métalliques aux matières premières en verre pour leur donner différentes couleurs peut être divisé en quatre types selon le mécanisme de coloration.

1. Coloration ionique : Il s'agit d'un composé qui ajoute des éléments de transition tels que le cobalt (Co), le manganèse (Mn), le nickel (Ni), le fer (Fe), le cuivre (Cu) à la fritte de verre, et existe dans le verre à l'état ionique, car leurs électrons de valence sont dans la transition entre différents niveaux d'énergie (état fondamental et état excité) provoque l'absorption sélective de la lumière visible pour colorer, comme le bleu cobalt, le violet manganèse, le vert nickel et d'autres verres colorés.

2. Particules colloïdales composées colorées : L'ajout de composés de soufre ou de sélénium (tels que CdS, CdSe, etc.) permet au CdSe de se développer en particules colloïdales plus grandes, et le verre est coloré en raison de la diffusion de la lumière, comme le rouge du sélénium, le jaune du cadmium et d'autres verres colorés.

3. Coloration par particules colloïdales métalliques : Ce procédé consiste à ajouter des oxydes facilement dissociables en métaux (tels que l’or, l’argent, le cuivre, etc.) à la matière première verrière. Ces oxydes se dissolvent d’abord dans le verre sous forme ionique, puis se transforment en atomes après traitement thermique. Ils s’agrègent et croissent pour former des particules colloïdales. La diffusion de la lumière provoque l’absorption de la lumière visible et donc la coloration du verre, donnant des teintes comme le rouge doré, le rouge cuivré, le jaune argenté, etc.

4. Coloration par semi-conducteurs : Ce procédé consiste à ajouter du CdS, du CdSe, du CdTe et d'autres colorants à la fritte de verre. Il ne présente pas de pic d'absorption dans le domaine du visible, mais une bande d'absorption continue, la limite entre la zone de transmission et la zone d'absorption étant très abrupte. Contrairement aux mécanismes de coloration mentionnés précédemment, sa couleur varie en fonction du rapport CdS/CdSe. Par exemple, une plus grande proportion de CdS donne une teinte orangée, une plus grande proportion de CdSe une teinte rouge et une plus grande proportion de CdTe une teinte noire. Ces colorants sont basés sur l'ordre des ions O²⁻, S²⁻, Se²⁻, Te²⁻, qui se déplace vers les grandes longueurs d'onde. Selon la théorie des bandes d'énergie des semi-conducteurs, le potentiel électrophile de ces anions diminue progressivement, et leurs électrons de valence peuvent être excités vers la bande de conduction (état excité) par une lumière de plus faible énergie (proche du visible), ce qui limite la longueur d'onde d'entrée dans le domaine du visible et colore ainsi le verre.

Coloration de surface

Il s'agit de déposer du métal, de l'oxyde métallique, etc., sur la surface du verre afin de former un revêtement coloré transparent, translucide ou opaque. Le dépôt de SnCl₄ et de FeCl₃ sur la surface du verre par décomposition thermochimique permet d'obtenir respectivement un film bleu de SnO₂ et un film doré de Fe₂O₃. Des films métalliques tels que l'or, l'argent ou le cuivre, ou des films d'oxydes métalliques tels que In₂O₃, SnO₂ ou TiO₂, peuvent être préparés par évaporation sous vide, pulvérisation cathodique sous vide, pulvérisation réactive, etc. On obtient ainsi des films interférentiels et réfléchissants de différentes couleurs. Dans une ligne de production de verre flotté, la méthode de flottage électrique ou la projection thermique permettent de fabriquer du verre coloré. Il est également possible d'imprimer ou de pulvériser un émail coloré pour fabriquer des bouteilles en verre émaillé.