Como se forma a cor da garrafa de vidro? - Maypak

De onde vieram essas lindas cores de vidro?

Ordinário garrafas de vidro São feitos pela fusão de areia de quartzo, carbonato de sódio e calcário. É uma mistura de silicatos cuja composição não é fixa. O primeiro vidro produzido pelo homem consistia em pequenos pedaços de vidro com pouca transparência e alguma cor. Sua cor não era adicionada conscientemente, mas sim o resultado da mistura de matérias-primas impuras com impurezas. Naquela época, garrafas de vidro coloridas eram usadas apenas como decoração, e as exigências não eram altas. O vidro colorido era produzido por acaso. Mas o vidro colorido que utilizamos hoje em dia possui requisitos científicos muito elevados, que só podem ser obtidos após a descoberta do segredo da cor. garrafa de vidro é revelado.

Após pesquisas, descobriu-se que a adição de 0,4 a 0,7% de corante à mistura de vidro comum permite colorir o vidro. Os corantes são, em sua maioria, óxidos metálicos. Já sabemos que cada elemento metálico possui sua "assinatura espectral" única, portanto, diferentes óxidos metálicos podem apresentar cores diferentes. Se esses óxidos forem adicionados à mistura de vidro, o vidro ficará colorido. Por exemplo, adicionando óxido de cromo (Cr₂O₃), o vidro fica verde; adicionando dióxido de manganês (MnO₂), o vidro fica roxo; adicionando óxido de cobalto (Co₂O₃), o vidro fica azul, e os óculos de proteção usados ​​por metalúrgicos e soldadores elétricos são feitos desse vidro.

Na verdade, a cor de garrafas de vidro A cor do vidro depende não apenas dos corantes adicionados, mas também do ajuste da valência dos elementos através da temperatura de fusão e das propriedades da chama do forno, fazendo com que o vidro apresente cores diferentes. Por exemplo, o cobre no vidro, se estiver presente no óxido de cobre, de alto valor, o vidro terá uma aparência azul-esverdeada; na presença de óxido cuproso (Cu₂O), de baixo valor, o vidro terá uma aparência vermelha. Às vezes, o vidro não exibe sua cor vibrante após uma única fusão, sendo necessário um segundo aquecimento para que a cor se revele. Este é o caso do precioso vidro vermelho dourado, que é feito adicionando-se uma pequena quantidade de ouro aos ingredientes do vidro comum. Após a primeira fusão, o ouro se distribui no vidro na forma de átomos, e o vidro não apresenta cor neste momento; quando é aquecido novamente a uma temperatura próxima à de amolecimento, os átomos de ouro se agregam em partículas coloidais, e o vidro adquire, então, uma bela cor vermelha.

Atualmente, os óxidos de elementos de terras raras são utilizados como corantes para a fabricação de diversos vidros coloridos de alta qualidade. O vidro colorido com elementos de terras raras apresenta uma cor nítida e brilhante, podendo até mesmo mudar de cor sob diferentes tipos de luz. Por exemplo, o vidro de óxido de neodímio possui essa característica. Ele apresenta uma tonalidade vermelho-púrpura sob a luz solar e azul-púrpura sob fluorescência, o que é muito bonito. Existe um tipo de vidro que muda de cor com a intensidade da luz. Ele é utilizado como lente de óculos e em janelas residenciais. O uso desse tipo de vidro em janelas permite manter um certo nível de luminosidade no ambiente, eliminando a necessidade de cortinas para bloquear a luz solar, sendo por isso chamado de "cortina automática". Ele bloqueia a passagem dos raios ultravioleta da luz solar. Bibliotecas e museus, por exemplo, passaram a utilizar esse tipo de vidro, protegendo livros e relíquias culturais dos raios ultravioleta.

Além dos elementos de terras raras, a adição direta de tungstênio e platina ao vidro também pode produzir vidro com mudança de cor.

Os pigmentos comuns desbotam devido à radiação ultravioleta do sol ou à ação do oxigênio e do dióxido de enxofre no ar; mas o vidro colorido resiste ao sol e à chuva porque óxidos como os de metais, que desempenham a função de coloração, foram fundidos ao vidro. Assim, ele permanece imerso em água e mantém sua bela aparência jovem para sempre. Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, a variedade de vidros coloridos se tornará cada vez maior, e nossa vida também se tornará mais colorida graças ao seu embelezamento e decoração.

Em termos simples, o vidro apresenta cores diferentes ao absorver, refletir e transmitir luz de um determinado comprimento de onda. É utilizado principalmente em portas e janelas de edifícios públicos e como revestimento para decoração interior e exterior. Existem dois processos de coloração do vidro: coloração do material e coloração da superfície.

Coloração de materiais

O processo de adição de substâncias que podem formar íons coloridos, coloides compostos e partículas coloidais metálicas a matérias-primas de vidro para que estas apresentem cores diferentes pode ser dividido em quatro tipos, de acordo com o mecanismo de coloração.

1. Coloração iônica: É um composto que adiciona elementos de transição como cobalto (Co), manganês (Mn), níquel (Ni), ferro (Fe) e cobre (Cu) à frita de vidro, existindo no vidro em estado iônico, pois seus elétrons de valência estão na transição entre diferentes níveis de energia (estado fundamental e estado excitado), o que causa a absorção seletiva de luz visível, resultando em cores como o azul cobalto, o violeta manganês, o verde níquel e outros vidros coloridos.

2. Partículas coloidais compostas coloridas: A adição de compostos de enxofre ou selênio (como CdS, CdSe, etc.) faz com que o CdSe cresça em partículas coloidais maiores, e o vidro fica colorido devido à dispersão da luz, resultando em vidros coloridos como o vermelho selênio, o amarelo cádmio e outros.

3. Coloração por partículas coloidais metálicas: Consiste em adicionar óxidos que se decompõem facilmente em estado metálico (como óxidos de ouro, prata, cobre e outros) às matérias-primas do vidro. Inicialmente, esses óxidos se dissolvem no vidro em estado iônico e, após tratamento térmico, transformam-se em estado atômico, agregando-se e formando partículas coloidais. A dispersão da luz faz com que o vidro absorva luz visível, resultando em cores como vermelho dourado, vermelho acobreado, amarelo prateado e outros.

4. Coloração por semicondutores: Consiste na adição de CdS, CdSe, CdTe e outros corantes à frita de vidro. Não há pico de absorção na região da luz visível, mas sim uma região de absorção contínua, com uma linha divisória muito nítida entre a região de transmissão de luz e a região de absorção. Diferentemente dos mecanismos de coloração mencionados anteriormente, a cor varia com a proporção de CdS/CdSe. Por exemplo, quanto maior a concentração de CdS, mais próximo do laranja; quanto maior a concentração de CdSe, mais vermelho; e quanto maior a concentração de CdTe, mais preto. Ou seja, a ordem de deslocamento dos íons O²⁻, S²⁻, Se²⁻ e Te²⁻ se desloca para comprimentos de onda maiores. De acordo com a teoria de bandas de energia de semicondutores, o potencial eletrofílico desses ânions diminui sucessivamente, e seus elétrons de valência podem ser excitados para a banda de condução (estado excitado) pela excitação sequencial de luz de menor energia (próxima à luz visível), fazendo com que o limite de comprimento de onda seja truncado. A entrada na região da luz visível causa a coloração do vidro.

Coloração de superfície

Consiste em revestir a superfície do vidro com metal, óxido metálico, etc., para formar um revestimento colorido transparente, translúcido ou opaco. O revestimento da superfície do vidro com SnCl4 e FeCl3 pelo método de decomposição térmica química permite a preparação de filmes de SnO2 azul e Fe2O3 dourado, respectivamente. Filmes metálicos como ouro, prata, cobre ou filmes de óxido metálico como In2O3, SnO2, TiO2 podem ser preparados por evaporação a vácuo, pulverização catódica a vácuo, pulverização catódica reativa, etc., resultando em filmes de interferência e filmes refletivos de diferentes cores. Na linha de produção de vidro float, o método de flutuação elétrica ou o método de aspersão térmica podem ser usados ​​para fabricar vidro colorido com superfície colorida. Também é possível imprimir ou pulverizar esmalte colorido para produzir garrafas de vidro esmaltado.