สีแก้วที่สวยงามเหล่านี้มาจากไหน?
สามัญขวดแก้ว ทำโดยการถลุงทรายควอทซ์ โซดาแอช และหินปูนเข้าด้วยกัน เป็นส่วนผสมของซิลิเกตที่มีองค์ประกอบไม่คงที่ แก้วใบแรกที่มนุษย์สร้างขึ้นคือแก้วชิ้นเล็กๆ ที่มีความใสไม่ดีและมีสีบาง ผู้คนไม่ได้เพิ่มสีโดยตั้งใจ แต่เป็นผลมาจากวัตถุดิบที่ไม่บริสุทธิ์ผสมกับสิ่งเจือปน ในเวลานั้น ขวดแก้วสีถูกใช้เป็นเครื่องประดับเท่านั้น และความต้องการไม่สูงนัก ผู้คนผลิตกระจกสีโดยบังเอิญเท่านั้น แต่แก้วสีที่เราต้องการในปัจจุบันมีความต้องการทางวิทยาศาสตร์ที่สูงมาก ซึ่งสามารถผลิตได้หลังจากความลับของสีเท่านั้นขวดแก้ว ถูกเปิดเผย
หลังจากการวิจัยผู้คนพบว่าหากมีการเติมสารแต่งสี 0.4-0.7% ลงในแก้วธรรมดาแก้วจะสามารถทำสีได้ สารให้สีส่วนใหญ่เป็นออกไซด์ของโลหะ เราทราบกันดีอยู่แล้วว่าธาตุโลหะแต่ละชนิดมี "ลายเซ็นสเปกตรัม" เฉพาะตัว ดังนั้นออกไซด์ของโลหะที่แตกต่างกันจึงสามารถแสดงสีที่ต่างกันได้ หากเติมออกไซด์เหล่านี้ลงในชุดแก้ว แก้วจะมีสี ตัวอย่างเช่น การเติมโครเมียมออกไซด์ (Cr2O3) แก้วจะกลายเป็นสีเขียว เพิ่มแมงกานีสไดออกไซด์ (MnO2) แก้วเป็นสีม่วง การเติมโคบอลต์ออกไซด์ (Co2O3) แก้วเป็นสีน้ำเงิน และแว่นตาป้องกันที่ใช้โดยคนงานเหล็กและช่างเชื่อมไฟฟ้าทำจากแก้ว
ในความเป็นจริงสีของขวดแก้ว ไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับสารให้สีที่เติมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการปรับความจุของธาตุผ่านอุณหภูมิหลอมเหลวและคุณสมบัติของเปลวไฟของเตาเผา เพื่อให้แก้วแสดงสีต่างๆ ตัวอย่างเช่น ทองแดงในแก้ว ถ้ามีอยู่ในออกไซด์ของทองแดงที่มีราคาสูง แก้วจะปรากฏเป็นสีเขียวอมฟ้า เมื่อมี Cuprous Oxide ราคาถูก (Cu2O) แก้วจะปรากฏเป็นสีแดง บางครั้ง แก้วไม่สามารถแสดงได้อย่างยอดเยี่ยมหลังจากการหลอมครั้งแรก และต้องใช้ความร้อนครั้งที่สองเพื่อทำให้แก้วแสดงสีได้ นี่คือกรณีของแก้วสีแดงสีทองอันมีค่า ซึ่งทำขึ้นโดยการเติมทองคำจำนวนเล็กน้อยลงในส่วนผสมของแก้วธรรมดา หลังจากการหลอมครั้งแรก ทองคำจะกระจายอยู่ในแก้วในรูปของอะตอม และแก้วจะไม่แสดงสีในขณะนี้ เมื่อถูกให้ความร้อนอีกครั้งจนถึงอุณหภูมิที่ใกล้จะอ่อนตัว อะตอมของทองคำในนั้นจะรวมตัวกันเป็นอนุภาคคอลลอยด์ และแก้วก็จะปรากฏขึ้นในเวลานี้ ขึ้นสีแดงสวยงาม
ปัจจุบันผู้คนใช้ออกไซด์ของธาตุหายากเป็นสารให้สีเพื่อทำแก้วสีคุณภาพสูงต่างๆ แก้วสีที่เจือด้วยธาตุแรร์เอิร์ธจะมีสีที่ชัดเจนและสดใส และยังเปลี่ยนสีได้ภายใต้แสงที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น แก้วนีโอไดเมียมออกไซด์มีคุณสมบัตินี้ จะปรากฏเป็นสีม่วงแดงภายใต้แสงแดดและสีม่วงอมน้ำเงินภายใต้แสงเรืองแสง ซึ่งสวยงามมาก มีแก้วชนิดหนึ่งที่เปลี่ยนสีตามความเข้มของแสง ผู้คนใช้เป็นเลนส์แว่นตาและกระจกหน้าต่างของบ้าน การใช้กระจกชนิดนี้เป็นกระจกหน้าต่างสามารถรักษาความสว่างในห้องได้ระดับหนึ่งและไม่จำเป็นต้องใช้ผ้าม่านบังแดด บางคนเรียกว่า "ม่านอัตโนมัติ" สามารถปิดกั้นการผ่านของรังสีอัลตราไวโอเลตในแสงแดด หลังจากห้องสมุดและพิพิธภัณฑ์ติดตั้งกระจกชนิดนี้แล้ว หนังสือและโบราณวัตถุทางวัฒนธรรมก็สามารถป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลตได้
นอกจากธาตุหายากแล้ว การเติมทังสเตนและแพลทินัมลงในแก้วโดยตรงยังทำให้แก้วเปลี่ยนสีได้อีกด้วย
เม็ดสีธรรมดาจางลงเนื่องจากรังสีอัลตราไวโอเลตในแสงแดดหรือการกระทำของออกซิเจนและซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในอากาศ แต่กระจกสีสามารถทนแดดและฝนได้เนื่องจากออกไซด์ เช่น โลหะที่มีบทบาทในการให้สีได้หลอมรวมกับกระจก ชุ่มชื่นและคงไว้ซึ่งรูปลักษณ์ที่สวยงามอ่อนเยาว์ตลอดไป ด้วยการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระจกสีที่หลากหลายจะมีสีสันมากขึ้นเรื่อย ๆ และชีวิตของเราก็จะมีสีสันเนื่องจากการประดับประดาและการตกแต่ง
พูดง่ายๆ ก็คือ แก้วที่ให้สีต่างๆ กันโดยการดูดซับ สะท้อน และส่งผ่านแสงที่มีความยาวคลื่นหนึ่งๆ ส่วนใหญ่ใช้สำหรับประตูและหน้าต่างของสิ่งอำนวยความสะดวกสาธารณะในอาคารและวัสดุปิดผิวสำหรับตกแต่งภายในและภายนอก การทำสีกระจกมีสองกระบวนการ: การลงสีวัสดุและการลงสีพื้นผิว
การระบายสีวัสดุ
กระบวนการเติมสารที่สามารถสร้างไอออนที่มีสี สารประกอบคอลลอยด์ และอนุภาคคอลลอยด์ของโลหะลงในวัตถุดิบที่ทำแก้วเพื่อให้ปรากฏเป็นสีต่างๆ นั้นสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ประเภทตามกลไกการให้สี
1. ไอออนสี: เป็นสารประกอบที่เติมธาตุแทรนซิชัน เช่น โคบอลต์ (Co) แมงกานีส (Mn) นิเกิล (Ni) เหล็ก (Fe) ทองแดง (Cu) ลงในกลาสฟริต และอยู่ในแก้วในสถานะไอออน เนื่องจาก เวเลนต์อิเล็กตรอนของพวกมันอยู่ในช่วงการเปลี่ยนผ่านระหว่างระดับพลังงานต่างๆ (สถานะพื้นและสถานะตื่นเต้น) ทำให้เกิดการดูดกลืนแสงแบบเลือกได้ให้เป็นสีต่างๆ เช่น สีน้ำเงินโคบอลต์ สีม่วงแมงกานีส สีเขียวนิกเกิล และแก้วสีอื่นๆ
2. อนุภาคคอลลอยด์ผสมสี: การเติมสารประกอบกำมะถันหรือซีลีเนียม (เช่น CdS, CdSe เป็นต้น) CdSe จะเติบโตเป็นอนุภาคคอลลอยด์ที่ใหญ่ขึ้น และกระจกจะมีสีเนื่องจากการกระเจิงของแสง เช่น สีแดงซีลีเนียม สีเหลืองแคดเมียม และแก้วสีอื่นๆ
3. สีอนุภาคคอลลอยด์โลหะ: คือการเติมออกไซด์ที่ง่ายต่อการสลายตัวเป็นสถานะโลหะ (เช่น ทอง เงิน ทองแดง และออกไซด์อื่นๆ) ลงในวัตถุดิบที่ทำแก้ว ขั้นแรกให้ละลายในแก้วในสถานะไอออนิก แล้วจึงเปลี่ยนเป็นสถานะอะตอมหลังจากผ่านกรรมวิธีทางความร้อนและมวลรวม และเติบโตเป็นอนุภาคคอลลอยด์ การกระเจิงของแสงทำให้เกิดการดูดกลืนแสงที่มองเห็นเป็นสีต่างๆ เช่น แดงทอง แดงทองแดง เหลืองเงิน และแก้วสีอื่นๆ
4. สีเซมิคอนดักเตอร์: คือการเติม CdS, CdSe, CdTe และสารให้สีอื่นๆ ลงในฟริตแก้ว และไม่มีพีคการดูดกลืนในบริเวณแสงที่มองเห็น แต่มีการดูดกลืนอย่างต่อเนื่อง บริเวณที่ส่งผ่านแสงและบริเวณการดูดกลืนเป็นการแบ่งที่สูงชันมาก เส้น. แตกต่างจากกลไกการให้สีข้างต้น สีของมันจะเปลี่ยนไปตามอัตราส่วนของ CdS/CdSe ตัวอย่างเช่น เมื่อมี CdS มากขึ้น ก็จะใกล้เคียงกับสีส้ม เมื่อ CdSe มากขึ้น ก็จะเป็นสีแดง และเมื่อ CdTe มากขึ้น ก็จะมีสีดำ นั่นคือขึ้นอยู่กับ O2-, S2-, Se2-, Te2 ลำดับของ - เคลื่อนไปยังทิศทางคลื่นยาว ตามทฤษฎีแถบพลังงานของเซมิคอนดักเตอร์ ศักย์ไฟฟ้าของประจุลบเหล่านี้จะเล็กลงตามลำดับ และเวเลนต์อิเล็กตรอนของพวกมันสามารถกระตุ้นแถบการนำไฟฟ้า (สถานะตื่นเต้น) โดยใช้แสงพลังงานต่ำ (ใกล้แสงที่มองเห็นได้) ตามลำดับ ทำให้มันตัดทอน ขีด จำกัด ของคลื่น การเข้าสู่บริเวณแสงที่มองเห็นจะทำให้กระจกมีสี
การระบายสีพื้นผิว
คือการเคลือบโลหะ ออกไซด์ของโลหะ ฯลฯ บนพื้นผิวกระจกให้เป็นสีเคลือบใส โปร่งแสง หรือทึบแสง การเคลือบ SnCl4 และ FeCl3 บนพื้นผิวแก้วโดยวิธีการสลายตัวด้วยความร้อนทางเคมีสามารถเตรียมฟิล์ม SnO2 สีน้ำเงินและฟิล์ม Fe2O3 สีทองตามลำดับ ฟิล์มโลหะ เช่น ทอง เงิน ทองแดง หรือฟิล์มออกไซด์ของโลหะ เช่น In2O3, SnO2, TiO2 สามารถเตรียมได้โดยการระเหยด้วยสุญญากาศ การสปัตเตอร์แคโทดสุญญากาศ การสปัตเตอร์แบบรีแอกทีฟ ฯลฯ ฟิล์มรบกวนและฟิล์มสะท้อนแสงมีสีต่างกัน ในสายการผลิตกระจกโฟลต สามารถใช้วิธีการโฟลตไฟฟ้าหรือวิธีการพ่นด้วยความร้อนเพื่อทำกระจกสีที่มีพื้นผิวเป็นสีได้ นอกจากนี้ยังสามารถพิมพ์หรือพ่นด้วยสีเคลือบแก้วเพื่อทำขวดแก้วเคลือบ
ลิขสิทธิ์ © 2024 BOTTLE - aivideo8.com สงวนลิขสิทธิ์