相较于普通玻璃,颜色丰富是着色玻璃的一大特点。市场上着色玻璃常见的颜色主要有蓝色、茶色、灰色、绿色、红色等,制作不同颜色的着色玻璃采用的着色剂和着色方法各不相同。
制作绿色玻璃常用的着色剂有氧化铬、氧化铁等等。在熔制过程中,铬元素以三价和六价的离子状态存在于玻璃中,通过控制反应过程中的还原氛围,让铬离子处于合适的价位,引起对可见光的吸收从而显现色彩。铬的着色能力较强,但溶解度相对较低,当在玻璃液中的浓度达到1.5%~2%时,冷却过程中会析出绿色薄片。绿色玻璃常常应用于日常生活中,如啤酒瓶、汽车侧窗等等。
制作蓝色玻璃常用的着色剂是钴、铜等的化合物,如氧化钴、氧化亚钴、氧化铜等等。在制作过程中,用离子着色法使化合物中的钴、铜等元素以离子的方式存在于玻璃液中,通过一系列熔制条件的控制,玻璃就会呈现出酷似海水的颜色。相较于其他颜色的玻璃,蓝色玻璃的生产过程更为容易控制,可见光透过率大,太阳直接辐射透过率小,色泽更为明快,常常应用于幕墙、天窗、居家装饰品和化学容器等等。
制作红色玻璃时,金、铜等金属成为主要的着色剂。区别于前两种玻璃制作过程中的离子着色,红色玻璃主要采用金属胶体着色。在普通的玻璃配料中加入微量的金,第一次烧熔后,金以原子形式分布在玻璃中,此时玻璃并未显现颜色,直到再次加热接近软化的温度时,金原子聚合成胶状颗粒,玻璃才能显现红色。由于鲜艳的色彩和较好的透光性,红色玻璃多用于墙面、花瓶、立柱等的装饰,更因其具有一定的荧光特性,也被应用于光学领域。
灰色玻璃的着色剂与其他颜色的玻璃有一定的区别。由于没有直接能显现灰色的着色剂,所以要使用两种或三种成分的混合物进行着色,其中选用的成分显现的颜色要尽可能形成互补色。成色过程主要在弱还原熔炼条件下进行,使玻璃中保持灰色的胶状体物质。灰色玻璃的特点是在整个可见光谱范围内具有均衡的透过率,保护隐私作用显著,多应用于家居领域中的隔断或全车玻璃的制作。
不同着色剂中化学物质的属性区别,决定了它们不同的用量配比。同是制作蓝色玻璃,如果分别以钴和铜的氧化物作为着色剂的主要原料,由于钴的显色能力较强,铜相对来说能力较弱,为得到相同的透光率,铜的用量需达到钴的30倍。
这两个条件并非是独立的,往往需要相互配合,根据不同的玻璃原料进行控制,如硅酸玻璃的熔化温度约1650℃,熔化时间约2~6小时,锂玻璃的熔化温度约1200℃,熔化时间约30分钟。并且,在制作过程中,时间的长短和温度的高低还会影响玻璃溶液酸碱性等相关因素,最终影响玻璃颜色的呈现效果。
除了钴离子在玻璃液中的状态较为稳定以外,几乎所有常用的着色剂都受到氧化还原氛围的影响,通过改变自身离子状态的价位,显现出不同的颜色。以铁为例,铁在玻璃中总以二价和三价的形式存在,二价铁离子呈绿色,三价铁离子呈黄色,玻璃整体颜色呈现主要取决于两者的动态平衡,此时就要注意氛围对于铁离子的影响。
总的来说,在不同颜色着色玻璃的生产过程中,由于使用的着色剂有所区别,就要分别应用不同的工艺,过程中也需注意相关影响因素的控制。着色玻璃随着人们审美和需求的发展应运而生,目前已被广泛应用在日常生活中,拥有良好的发展前景。
【科普】蓝色系、灰色系还是无色系?Low-e玻璃外观颜色如何选?丨聚玻大课堂

