截止吸收型玻璃着色过程动力学及其控制技术

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对截止吸收型玻璃着色过程动力学及其控制技术进行系统的研究。为防止着色剂挥发,研究了快速的低温玻璃熔制技术。以Na2O- ZnO- SiO2三元相图中的低温共熔点作为设计基质玻璃组成的理论基础,得出了合理的基质玻璃组成和最优低温玻璃熔制技术,制备的玻璃无色、无气泡、无条纹。在基质玻璃中加入着色剂Se和CdS,研究着色剂加入量对玻璃着色的影响,着色剂配比、热处理条件对玻璃光截止吸收性能的影响,实验结果表明: 着色剂Se的加入量为0.6%左右,着色剂CdS加入量为0.6%~1.0%时,才能制备着色均匀的颜色玻璃。在热处理条件一定, 玻璃的截止吸收波长位置取决于Se/CdS比。当Se/CdS为0.6时,玻璃呈黄色;当Se/CdS为1.0时,玻璃呈红色。对于同一组分的玻璃,在热处理显色温度一定时,改变显色时间,玻璃的颜色会发生相应的变化,可以制备出各种截止吸收波长的颜色玻璃,这是比较精确控制玻璃颜色的一种方法。但玻璃的显色过程比较复杂,玻璃颜色变化对热处理条件很敏感,要比较精确地控制玻璃的颜色,必须对显色的动力学过程进行系统研究。大量的显色结果表明,玻璃显色的动力学控制方程,可表示为:CdS + Se2- → CdS1-x Se x + Sx2- + Se1-x2- ,这实际上就是玻璃截止吸收波长与显色时间的关系。显色温度一定时,玻璃的截止吸收波长与显色时间之间近似为直线,用固相反应动力学杨德尔方程给予解释,求得显色动力学控制方程的活化能△G = 165965.7J/ml;由反应的活化能可知在某一显色温度下,截止吸收波长与显色时间之间的关系式。因此,就可通过控制玻璃的截止吸收波长,精确地控制玻璃颜色。采用XRD 和TEM测试手段对玻璃显色原因进行了研究,发现热处理过程中,玻璃中出现的微分相、微结晶等结构变化是导致玻璃着色,出现光截止型吸收的根本原因
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