Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
5 семестр Макаров зачет.docx
Скачиваний:
74
Добавлен:
04.09.2021
Размер:
7.79 Mб
Скачать

37. Назовите причины прозрачности силикатных стекол и основные типы красителей, используемых для окрашивания.

Стекло прозрачное из-за того, что кванты света, те фотоны проходят сквозь него, не поглощаясь, основа стекла - это диоксид кремния, а он не поглощает узкий диапазон видимого света: красный-фиолетовый, что и позволяет квантам света проходить через стекло безпрепятственно.Обычные силикатные стекла, кроме специальных, пропускают всю видимую часть спектра (до 88…92%) и практически не пропускает ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.

Различают молекулярное (ионное) и коллоидное окрашивание стекла. В первом случае окрашивание стекла происходит за счет наличия равномерно распределенных (растворенных) молекул красителя. Здесь можно провести сравнение с истинными растворами некоторых красителей в воде: отдельные молекулы растворенного красителя столь малы, что оказываются ненаблюдаемыми, даже если использовать современные приборы. Как правило, молекулярными красителями являются оксиды некоторых металлов переменной степени окисления: марганца Мп, хрома Сг, железа Fe, меди Си и др. Точнее говоря, за окрашивание ответственны ионы этих металлов, входящие в состав оксидов. Например, в молекуле оксида меди (I) СиО с ионом кислорода связан ион меди Си (II), который, находясь в стекле, поглощает кванты красного излучения с длиной волны 800 нм, вследствие чего стекло выглядит светло-голубым. Окружающие ион Си (II) атомы бесцветного стекла влияют на окраску: можно подобрать другой состав бесцветного стекла, в котором тот же краситель СиО даст голубовато-зеленый цвет. При вторичном нагревании молекулярно окрашенных стекол окраска не изменяется.

В свою очередь, коллоидно окрашенные стекла можно сравнить с коллоидными растворами. В них современные приборы позволяют обнаружить малые (коллоидные) частицы, которые все же значительно крупнее молекул. Коллоидное окрашивание обусловлено избирательным поглощением световых квантов благодаря эффекту внутреннего рассеивания. Известно, что при прохождении света сквозь прозрачную среду, содержащую коллоидные частицы красителя, происходит рассеивание коротковолновой части излучения. В результате рассеянное коротковолновое (синее, фиолетовое) излучение поглощается коллоидной системой, пропускающей, следовательно, лишь длинноволновые: желтые, оранжевые, красные лучи. В прозрачном стекле присутствуют коллоидные частицы размерами от 10 до 50 нм. Частицы размерами 100—200 им уже дают слабую степень заглушения, в стекле появляется «дымка». При дальнейшем укрупнении частиц происходит полное заглушение (запекание) стекла и оно становится непрозрачным. Рост частиц зависит от температуры и продолжительности нагревания. Иногда после охлаждения стекломассы коллоидно окрашенные стекла получаются бесцветными, приобретая цвет лишь при вторичном нагревании (наводке) до 500...600°С . Окраска этих стекол определяется химическим составом, числом и размерами коллоидных частиц. В значительной степени на окрашивание стекла влияют окислительно-восстановительные процессы.

О важности окислительно-восстановительных процессов свидетельствует тот факт, что при восстановлении оксида меди СиО, окрашивающей стекло в голубой цвет, до металлической меди Си стекло окрашивается в темно-красный цвет.