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变色玻璃为什么可以变色 变色玻璃的用途以及原理

2019-07-05

        在生活中我们经常会用到各类玻璃制品,例如玻璃窗、玻璃杯、玻璃移门等。玻璃制品兼顾美观与实用,既能够凭借晶莹剔透的外表惹人喜爱,又能够充分利用其坚硬耐用的物理性能。一些艺术玻璃甚至会使玻璃具有更多的图样,增强装饰效果。本篇文章中我们将介绍变色玻璃的原理及特点。

一、变色玻璃为什么可以变色



        变色玻璃就是在适当波长光的辐照下改变其颜色,而移去光源时则恢复其原来颜色的玻璃.又称光致变色玻璃或光色玻璃.变色玻璃是在玻璃原料中加入光色材料制成.此材料具有两种不同的分子或电子结构状态,在可见光区有两种不同的吸收系数,在光的作用下,可从一种结构转变到另一种结构,导致颜色的可逆变化,常见的含卤化银变色玻璃,是在钠铝硼酸盐玻璃中加入少量卤化银(AgX)作感光剂,再加入微量铜、镉离子作增感剂,熔制成玻璃后,经适当温度热处理,使卤化银聚成微粒状而制得.当它受紫外线或可见光短波照射时,银离子还原为银原子,若干银原子聚集成胶体而使玻璃显色;光照停止后,在热辐射或长波光(红光或红外)照射下,银原子变成银离子而退色.卤化银变色玻璃的特点是不容易疲劳,经历30万次以上明暗变化后,依然不失效,是制作变色眼镜常用的材料.变色玻璃还可用于信息存储与显示、图像转换、光强控制和调节等方面.

        含有溴化银(或氯化银)和微量氧化铜的玻璃是一种变色玻璃.当受到太阳光或紫外线的照射时,其中的溴化银发生分解,产生银原子( AgBr==Ag+Br ).银原子能吸引可见光,当银原子聚集到一定数量是,射在玻璃上的光大部分被吸收,原来无色透明的玻璃这时就会变成灰黑色.当把变色后的玻璃放到暗处时,在氧化铜的催化作用下,银原子和溴原子又会结合成溴化银( Ag+Br==AgBr ),因为银离子不吸收可见光,于是,玻璃又会变成无色透明.这就是变色玻璃变色的基本原理.用变色玻璃制作窗玻璃,可使烈日下透过的光线变得柔和且有阴凉之感.变色玻璃也可用于制作太阳镜片.较

        用途:常见的有含卤化银变色玻璃.该玻璃的特点是不容易疲劳,经历30万次以上明暗变化后,依然不失效,是制作变色眼镜常用的材料.变色玻璃还可用于信息存储与显示、图像转换、光强控制和调节等方面.

二、变色玻璃的用途以及原理


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        变色玻璃通常指的是光致变色玻璃.

        这种玻璃的变色原理是:

        在玻璃熔制过程中加入了卤化银,比如碘化银.碘化银是一种不稳定化合物,其在光线照射下会分解成碘和银;银单质不透明,其分布在玻璃中会形成均匀阻挡光线的现象,使得玻璃看上去发黑,变成灰色玻璃甚至黑色玻璃.光线较暗的时候,碘和银又会重新结合成碘化银,呈现无色透明状态.

        利用这一特点,在光照较强的地方用于外窗,白天玻璃发黑,能有效阻挡进入室内的光强度,形同有了一道遮光窗帘;晚上或阴天,玻璃呈现无色状态,恢复正常的采光.

        由于成本较高,这种玻璃在建筑上使用不多,使用较多的是变色太阳眼镜.


相关概念

玻璃

        玻璃是非晶无机非金属材料,一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料,另外加入少量辅助原料制成的。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等,主要成分是硅酸盐复盐,是一种无规则结构的非晶态固体。广泛应用于建筑物,用来隔风透光,属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃,和通过物理或者化学的方法制得的钢化玻璃等。


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