Окрашивание стекла оксидами металлов
Обновлено: 02.07.2024
Даже если полностью очистить сырьевые материалы шихты от железистых примесей, придающих стеклу нежелательные оттенки, в особепности недопустимые при изготовлении хрустальных изделий, то оксиды железа (II) FeO и (III) РегОз все же могут оказаться в стекломассе вследствие частичного растворения стекломассой огнеупоров, в которых присутствуют соединения железа, при высоких температурах; вследствие попадания окалины со стального инструмента, погружаемого в стекломассу, и т. д.
Оксид железа (II) FeO и оксид железа (III) РегОз обычно присутствуют в стекломассе в различных соотношениях, придавая ей голубоватый, зеленоватый и желтоватый оттенки, снижающие све- топрозрачность и белизну стекла, в особенности хрустального. Обесцвечивание — устранение нежелательного огтеика п повышение свето- прозрачности бесцветного стекла. Применяют химическое и физическое обесцвечивание.
Химическое обесцвечивание. В стекломассе оксиды (II) FeO и (III) Fe2Oj находятся в динамическом равновесии; Fe203^2FeO +V2O2. Реакция, которая идет в направлении стрелки, указывающей направо, называется восстановительной: оксид железа (III) РегОз теряет часть кислорода, восстанавливаясь до оксида железа (II) FeO. Реакция, идущая справа налево, называется окислительной, она протекает при избытке кислорода, т. е. в окислительных условиях. Окислительная реакция, способствующая образованию главным образом оксида железа (III) Fe203, сообщающего стеклу более желтоватую окраску (не столь заметную по сравнению с отчетливой голубоватой окраской, обусловленной оксидом железа (II) FeO, наиболее целесообразна. Повышение ео- держания кислорода в стекломассе с целью смещения равновесия между оксидами железа в сторону (III) РегОз и тем самым с целью ослабления нежелательного оттенка называют химическим обесцвечиванием.
Вещества, добавляемые в шихту и разлагающиеся в процессе варки стекла с выделением кислорода, называют химическими обесцвечивателями. Традиционным химическим обесцвечи- вателем долгое время был оксид мышьяка (III) АйгОз в сочетании с селитрой: натриевой NaN03 или калиевой KN03.
В самом начале варки, еще до стекло- образования, кислород выделяется благодаря разложению селитры: 2NaN03~ ->Na20 + N2 + 2V202. Однако поскольку кислород необходим на стадии стекло- образования, то вместе с селитрой вводится АйгО.ч и кислород присоединяется к молекулам оксида мышьяка (III): AS2O3 + O2—>-Аэг05 с образованием оксида мышьяка (V), который в свою очередь разлагается в нужные оксид мышьяка (III) и кислород, а именно при высокой температуре на стадии стекло- образования: AS2O5—^АвгОз + Ог. Оксид мышьяка (III) AS2O3 вводят в шихту в количестве 5—8 кг на 1 т стекла. Однако она ядовита, а кроме того, усложняет процесс осветления. В настоящее время для обесцвечивания применяют диоксид церия (IV) СеОг, который разлагается по уравнению: 4СеОг—^2Се2Оз + Ог. Диоксид церия вводят в количестве 1 — 2 кг из расчета на 1 т стекла. Одновременно добавляют 5—10 кг селитры.
Физическое обесцвечивание. Поскольку совместное присутствие FeO и РегОз обусловливает зеленоватую окраску, точнее от голубовато-зеленоватой до желтовато-зеленоватой, соответствующие длине волн видимого спектра (480. 570 нм), то можно ввести в шихту, а следовательно, в стекломассу небольшое количество красителя, придающего стеклу оттенок, дополнительный к зеленому, а именно фиолетовый (пурпурный, розоватый). При этом происходит цветовое смешение с образованием незаметного для глаза серого цвета. Превращение нежелательного оттенка стекла в незаметный серый цвет добавлением малых количеств специально подобранных красителей называется физическим обесцвечиванием.
Смотрите также:
В этот период происходит и обесцвечивание стекла путем введения специалы вок, а также удаление пузырьков воздуха и газа.
В этот период происходит и обесцвечивание стекла путем введения специальных добавок, а также удаление пузырьков воздуха и газа.
Растворимое стекло обычно употребляют в виде жидкого стекла (ЖС) разной
металлич. поверхностей, обесцвечивания кварцевых песков и очистки стеклянных.
. ослаблению (удалению, растворению, обесцвечиванию) покрывающего текст пятна.
Собранный документ накрывается сверху другим стеклом того же размера и.
Штемпелевание стекла. Разрезание стеклянных трубок.
Обесцвечивание шеллака.
чается и для других целей (например, для обесцвечивания воды
За состоянием чехла как при эксплуатации, так и при очистке стекла наблюдают через верхнее.
Как правило, современные промышленные стекла содержат не менее пяти
ускоряющие процессы стеклообразо-вания и обесцвечивания стекломассы, и.
Коллоидные красители
Коллоидные красители вызывают образование в массе стекла взвешенных коллоидально-дисперсных частиц металлов или их соединений. Цвет стекла зависит от природы и концентрации коллоидных красителей, состава стекла и размеров взвешенных частиц. Получение окраски стекла возможно лишь путем вторичного нагревания изделий, при котором частицы увеличиваются до нужных размеров. Термообработку изделий проводят при определенном температурном и временном режимах и называют «наводкой».
Коллоидными красителями являются соединения золота, серебра, сурьмы, закисная медь, селен и др.
Соединения селена окрашивают стекло в красный и розовый цвет. Обычно используют металлический селен и селенистокислый натрий Na2SeO3. Интенсивность окраски стекол в основном зависит от количества содержащегося
в них селена, а так как селен при варке склонён выгорать, то и цвет стекол часто меняется. Красные стекла, окрашенные селеном, называют селеновым рубином.
Соединения золота, придают стеклу цвет от нежно-розового до темно-красного (золотой рубин). Соединения золота окрашивают стекло в красные цвета - от розового до пурпурного (золотой рубин). Особенно чистые цвета получаются после наводки стекол с содержанием РbО от 25 до 50 %. В качестве красителя используют 10 %-ный (по массе) водный раствор хлорного золота AuCl3, содержащее 4,96% чистого золота. Розовую окраску стекла получают уже при введении 0,01% металлического золота, а для получения золотого рубина необходимо ввести 0,02% золота. Стекло, окрашенное золотом, относится к наиболее красивым и благородным и применяется при производстве высокохудожественных изделий.
Соединения серебра (0,05-0,1%) придают стеклу золотисто-желтый цвет. В качестве красителей обычно применяют 10 %-ный (по массе) раствор нитрата серебра AgNO3. После вторичного нагрева образуется в массе стекла металлическое серебро. Растворимость серебра в стекле низкая и поэтому требуется длительное выдерживание при высоких температурах. Улучшение окраски стекла достигается при добавлении диоксида олова SnO2. В отдельных случаях изделия из стекла окрашивают только с поверхности (так называемые серебряные протравы) с помощью специальной пасты из смеси глины, охры и хлорида серебра AgCl c75,25%Ag.
Соединение меди Cu2O обладает большой красящей способностью и образует в стекле коллоидный раствор частиц металлической меди, которые в интервале температур 580 . 700 С после наводки придают стеклу темно-красный цвет (медный рубин). Медь является одним из древних красителей стекла и ее растворимость значительно выше золота и серебра. Вводят Cu2O в количестве 1 . 3 % от массы шихты в виде порошка коричневого цвета. Кроме того, при варке медного рубина следует вводить в качестве восстановителей в состав шихты виннокаменную соль калия KHC4H4O6 и закись олова SnO. Обычно для варки медного рубина используют натриевые стекла. При содержании меди в стекле 0,8 . 1,8 % по массе получают интенсивное окрашивание хрустальных стекол, которые используют для выработки накладных стекол с толщиной окрашенного слоя в несколько десятых долей миллиметра.
Элементарный селен Se при использовании вместе с солями кадмия и серой окрашивает стекло в ярко-красный цвет (селеновый рубин). Для этого вводят (по массе) 0,3 . 0,8 % Se, 1 . 1,45 % карбоната CdCO3 и 0,5 . 1 % S (по массе сверх основного состава стекла). При варке селенорубиновых стекол выбирают составы, содержащие 4 . 18 % оксида цинка, который способствует получению более интенсивной окраски стекла. Потеря селена вследствие улетучивания достигает 70 . 80 % вводимого количества.
Соединения сурьмы Sb2O3 и Sb2O5 вводят в состав стекла для получения сурьмяного рубина, который по степени окрашивания занимает промежуточное положение между селеновым и медным рубинами. Наилучший результат получают при одновременном введении серы и угля. Используют при варке рубина также и сернистые соединения сурьмы, например Sb2S3 — порошок черного цвета. Сурьмяный рубин имеет более интенсивный цветовой оттенок и поэтому его целесообразно использовать при выработке накладных хрустальных стекол.
Цветное листовое стекло
Цветное листовое стекло используют для архитектурно-строительных целей — изготовления витражей, декоративного остекления общественных зданий, а также в качестве облицовочного материала. По способу производства и внешнему виду цветное листовое стекло подразделяется на тянутое, окрашенное в массе, прокатное, окрашенное в массе, гладкое и узорчатое, тянутое накладное (двухслойное) с тонким прозрачным или глушеным цветным слоем, полученное нанесением на плоское бесцветное стекло цветных окисных пленок. Наиболее распространены цветные стекла, окрашенные в массе, например накладное двухслойное.
Для изготовления этих стекол применяют те же составы, что и для вытягивания оконного листового стекла и прокатки узорчатого и армированного стекла. Стекла таких составов можно окрашивать молекулярными красителями. Наиболее распространенные цвета: синий, фиолетовый, зеленый, голубой, красный, оранжевый, желтый, белый (молочный), черный. По характеру окраски стекла бывают прозрачные и глушеные. К окрашенным стеклам относится и мраморовидное. Эти стекла получают в результате неполного смешивания небольшого количества цветного стекла с глушеным.
Для окрашивания стекла применяют окислы металлов (хрома, железа, марганца, кобальта, меди, никеля, церия, титана, ванадия), сернистые соединения железа, кадмия, меди, свинца, а также элементарные серу и селен. Цвет стекла зависит не только от применяемого красителя, но и от основного состава стекла. Количество расцветок стекол может быть очень велико. Вводя в шихту два-три красителя в различных соотношениях, можно получить десятки цветных стекол различной окраски. Например, голубой цвет разной интенсивности можно получить от разного количества окиси меди.
В таблице «№ 12» приведены составы некоторых цветных стекол, окрашенных в массе.
Составы цветных накладных стекол предопределяются самой структурой двухслойного стекла. Основной бесцветный слой обычно соответствует по составу оконному стеклу, вырабатываемому вертикальным вытягиванием. Накладной цветной слой, который может быть прозрачным или глушеным, по химическому составу (таблице № 13) не отличается от составов цветных стекол, окрашенных в массе. При изготовлении накладных цветных стекол необходимо, чтобы коэффициенты линейного расширения основного бесцветного стекла и накладываемого цветного были одинаковы (допускаемое отклонение не более 5·10 -6 1/град). Если коэффициент линейного расширения цветного стекла выше, чем бесцветного, в тонком цветном слое может появиться сеть трещин (цек).
От цвета стекла зависит толщина цветного накладного слоя. Так, при окрашивании стекла окисью кобальта, дающей интенсивную окраску, толщина накладного цветного слоя составляет не более 0,1—0,2 мм. Красные накладные стекла с цветным слоем из селенового рубина должны иметь толщину цветного слоя 1 мм, так как в тонких слоях красный цвет не образуется.
Технология изготовления цветных стекол имеет специфические особенности, главным образом на стадии варки и формования. При варке цветных стекол предъявляются повышенные требования к точности температурного и газового режимов, а также режиму питания печей шихтой и возвратным боем. Некоторые красители и глушители при высокой температуре улетучиваются (фтор, сульфиды), поэтому превышение заданной температуры варки вызывает изменение характера или степени окраски и глушения стекол. В то же время глушеные и окрашенные стекла имеют повышенную склонность к кристаллизации, поэтому их варят и вырабатывают при высокой температуре.
В результате значительной разницы в теплоотдаче между внешними и внутренними слоями при охлаждении цветного- стекла внешние слои затвердевают быстрее внутренних. Следовательно, в процессе формования ленты такого стекла более тонкая лента охлаждается равномернее и твердеет быстрее, чем толстая. Эта особенность многих цветных стекол ограничивает применение способа вертикального лодочного вытягивания для выработки утолщенного цветного листового стекла, так как лента такого стекла не успевает затвердеть до первой пары валиков.
Для варки цветного стекла используют ванные стекловаренные печи небольшой производительности (от 2 до 15 т/сут) с разделенным или неразделенным бассейном малой глубины (от 300 до 700 мм). Температурный и газовый режимы в каждом отдельном случае устанавливают в зависимости от вида и состава стекла, характера применяемых красителей, глушителей и других компонентов шихты. В последние годы для варки цветных стекол используют печи прямого нагрева, не имеющие регенераторов и рекуператоров.
Окрашивание стекла оксидами металлов
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 Р1Спользовать 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 молекуляр- но 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-восста- повительные процессы.
Окислением называют химический процесс соединения с кислородом (или дополнительного присоединения кислорода веществом, которое ранее уже содержало кислород) , а в более общем случае — химический процесс повышения положительной валентности (или снижения отрицательной). Процесс, противоположный окислению, называют восстановлением. Выше было указано на желательность окисления оксида железа (II) FeO по реакции: 2FeO + l/2 02—ИРе203. Однако при нарушении режима варки хрустального стекла может иметь место нежелательиый процесс восстановления содержащегося в стекле оксида свинца РЬО угарным газом: РЬО + СО—*РЬ + +СОг, в результате чего хрусталь может почернеть от выделения на его поверхности металлического свинца РЬ.
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.
Синие и голубые стекла.
В синий цвет стекло, содержащее оксид натрия NasO, окрашивает оксид кобальта (II) СоОг взятый в количестве 0,5 кг на 1 т стекломассы. Для получения бледно-синего оттенка (сапфировый полутон) достаточно 20 г/т. Если в стекле щелочным стеклообразующим оксидом является не Na20, а оксид калия КгО, то получается темно-синее стекло с фиолетовым оттенком (ультрамарин). Такое стекло, часто называемое кобальтовым, является традиционным для художественного стеклоделия. Практически любое соединение кобальта, введенпое в силикатное стекло, превращается в СоО. ! Принцип окрашивания — молекулярный.
Стекло, содержащее Na20, в голубой цвет окрашивает оксид меди СиО в количестве 10. 20 кг/т (по сравнению с СоО оксид меди — значительно более слабый краситель и его следует вводить в гораздо большем количестве). Приходится учитывать также, что в питьевых сосудах яркий голубой цвет может вызвать отрицательные ассоциации с раствором медного купороса. Краситель вводят в шихту в виде чистой СиО ИЛИ же в виде порошка медного купороса СиЭО^бЩО, разлагающегося с выделением SO4 и II2O в процессе варки стекла. Принцип окрашивания — также молекулярный.
Фиолетовые и сиреневые стекла
Оксид никеля (III) №гОз (молекулярный краситель) в количестве до 30 кг/т окрашивает стекло, содержащее КгО, в красновато-фиолетовый цвет, а стекло, содержащее Na?0 — в коричневато-фиолетовый цвет. Можно вводить в шихту чистый NiO или гидрооксид никеля (II) Ni(OH) 2.
В пурпурно-фиолетовый цвет окрашивает стекло молекулярный краситель — диоксид марганца МпОг (от 30* до 50 кг/т). В шихту в качестве красителя вводят природный минерал иирюлюзит, содержащий в основном диоксид марганца МпОг, который в ходе варки восстанавливается до МпО. Диоксид марганца МпОг при недостатке кислорода также может восстановиться до оксида МнО, но в этом случае окраска исчезает, поэтому такое восстановление недопустимо, напротив, варку следует проводить в окислительной среде. Можно также использовать манганат калия КМп04 : (2КМп04—^К20 + Мп02 + 02). Красивую сиреневую или красно-пур- пурную окраску придает стеклу оксид неодима (III ( Ис^Оз, для которой, как и для природного камня александрита, характерно скачкообразное изменение зрительного ощущения (при восприятии этой окраски человеком) в зависимости от освещения и толщины стекла. Это объясняется тем, что спектр пропускания стекла, содержащего Ш20з, глубоко рассекается на две части: сине- лиловую, и красно-пурпурную — спектральной полосой интенсивного поглощения света с длинами волн от 570 до 590 нм. Поэтому, например, в тонких стенках изделия наблюдается сиреневая окраска (аметистовый полутоп), а в утолщенном дне (заливе) — красно- пурпурная. Играет роль и количество красителя: для получения сиреневого окрашивания достаточно 15 кг/т, а для достижения эффекта александрита — 40 кг/т. В первом случае одновременно ' с Nd2C>3 можно вводить до 0,5 кг/т селена Se, получая интересные разновидности пурпурной окраски. Принцип окрашивания стекла оксидом неодима (III) —молекулярный. Зеленые стекла. В зеленый цвет окрашиваются стекла, содержащие К20 и РЬО, оксид меди СиО, взятый в количестве до 30 кг/т.
Выше в разделе «химическое обесцвечивание» уже говорилось о том, что оксид железа (11) FeO и оксид железа (III) Ге20з в зависимости от соотношения между ними окрашивают стекло в различные оттенки зеленого цвета: от голубовато-зеленого до желто-зеленого. Интенсивные бутылочные цвета характерцы для старинного народного стекла, которое вырабатывалось из необеспеченной стекломассы и содержало 30 кг/т оксидов железа и более. В настоящее время возрождается интерес к колориту этого стекла.
Оксид урана (VI) 1ГОз (молекулярный краситель) в количестве до 20 кг/т окрашивает стекло в яркий желто-зеленый цвет. Этому стеклу свойствен эффект флюоресценции (самосвечения), так как желто-зеленое свечение представляет собой продукт преобразования невидимых ультрафиолетовых лучей, содержащихся в падающем на это стекло потоке дневного света.
Основным зеленым красителем, как и следует ожидать, является оксид хрома (III) Сг20з. В окислительных условиях, например когда применяется калиевый хромпик К2Сг207, разлагающийся с выделением КгО, СггОз и кислорода, часть СггОз может окислиться до оксида хрома (VI) СгОз, и зеленая окраска стекла становится более желтоватой, т.е. травяписто-зеленой. В шихту вводят до 15 кг/т Сг20з. Значительный избыток Сг20з — 30 кг/т и более растворяется в стекломассе, но при ее охлаждении выделяется в виде крупных кристаллов: получается очень красивое авантюриновое стекло темно- зеленого цвета, почти непрозрачное, содержащее яркие золотистые блестки. Напротив, при добавлении СгаОз менее 1 кг/т получается бледно-зеленое стекло (смарагдовый полутон). Принцип окрашивания — молекулярный. В светло-зеленый цвет можно также окрасить стекло введением оксида празеодима (III) Рг20з в количестве до 30 кг/т, этот краситель применяется редко. Розовые стекла. Розовое стекло, содержащее молекулярный краситель селен Se в количестве 0,5 кг/т, называется розалином. В шихту вводят селенит натрия Na2SeC>3, 1 кг которого содержит 0,46 кг селена. Другим молекулярным розовым красителем является оксид эрбия (III) ЕггОз (0,3 кг/т). Розовое окрашивание достигается также малым количеством коллоидного красителя, а именно золотом Аи (0,1 г/кг). Желтые стекла. В яркий желтый цвет стекло можно окрасить коллоидными красителями. Одним из них является сульфид кадмия CdS (15. 20 кг/т), требующий восстановительных условий варки, так как в окислительных условиях он превращается в оксид кадмия CdO, не окрашивающий стекло. Другим коллоидным красителем является металлическое серебро Ag, которое можно ввести в шихту в виде нитрата серебра AgNOe. Содержание серебра в стекле ярко-желтого цвета 1 г/кг. В желтый цвет окрашивает стекло элементарная сера S (10 кг/т), которую вводят в шихту в виде порошковой серы, а также в виде каменного угля, древесных опилок, муки, крахмала: после сгорапия этих веществ остается зола, содержащая как раз нужное количество серы. Строго говоря, окраска от золотистой до янтарной обусловлена образованием сульфида железа FeS : FeO + -t-S + CO—>-FeS + C02, так как серу или указанные органические материалы вводят в необесцвеченное стекло, содержащее оксиды я?елеза в количестве не менее от 2 до 10 кг/т. Янтарное стекло, содеря!ащее FeS, не только красиво по цвету, но и хорошо защищает пищевые продукты, хранящиеся в бутылках и банках из такого стекла, от порчи под воздействием ультрафиолетовых лучей. Однако самым эффектным ярко-золотистым красителем стекла является оксид Церия (IV) СеОг в количестве 15 кг/т. При этом обязательно присутствие не- окрашивающего оксида титана (IV) ТЮг, количество которого должно быть втрое больше — 45 кг/т. Принцип окрашивания — молекулярный.
Оранжевые и красные стекла
Имеется целая палитра стекол от оранжевого до темно-красного, окрашенных коллоидным красителем, представляющим собой сочетание сульфида кадмия и селенида кадмия aCdS • pCdSe, где аир — относительные коэффициенты (а + р = 1). При а=1, (3 = 0, т. е. в случае чистого CdS, получается ?келтое стекло, а при а = 0, Р = 1 (чистый селенид кадмия CdSe) — коричневое, близкое по цвету к акварельному пигменту «тиоиндиго коричневый».
При a = 0,1, (3 = 0,9 получается ярко- алое стекло — кадмиевый рубин, такое стекло часто не совсем точно называют селеновым рубином. Это объясняется тем, что на практике нередко вводят в шихту краситель в виде смеси сульфида кадмия CdS с селеном Se. Однако при варке селен реагирует с частью CdS, превращаясь BCdSe : CdS + Se—>-CdSe + + S. Последовательно увеличивая относительное количество вводимого селена, т. е. увеличивая коэффициент р и уменьшая тем самым коэффициент а, получают ряд стекол, аналогичных по цвету и составу кадмиевым пигментам художественных красок: от кадмия желтого темного (0,5 кг/т Se) через кадмий оранжевый и кадмий оранжево-красный (CdS : Se от 10:1 до 10: 2)' к кадмию красному светлому (CdS : Se = 10 : 4). В кадмиевых стеклах обязательно наличие около 100 кг/т неокрашивающего оксида цинка ZnO, который препятствует окислению серы, входящей в состав сульфида. Варку этих стекол проводят в восстановительных условиях. Одним из самых замечательных художественных стекол является стекло, окрашенное в густой пурпурный (вишневый, малиновый) цвет коллоидными частицами металлического золота Аи (от 0,2 до 0,3 г/кг). Это стекло называют золотым рубином.
Не менее известно темно-красное стекло — медный рубин, содержащее около 1 г/кг металлической меди Си в виде коллоидных частиц.
Наконец, при содержании в стекле коллоидных частиц сульфида сурьмы (III) БЬгЭз в количестве до 40 г/кг также достигается интенсивная окраска — сурьмяный рубин.
Глушеные стекла
Полупрозрачное стекло, которое в проходящем свете выглядит оранжевым, а в отраженном — голубым, называют опаловым. Стекло белого цвета (при рассмотрении в отраженном свете) частично или полностью непрозрачное называют молочным стеклом. Вещества, добавляемые в шихту прозрачного бесцветного стекла и превращающие его в опаловое или молочное, называют глушителями, а процесс этого превращения — глушением (иначе — заглушением). Так опаловые и молочные стекла образуют группу 1лушеных стекол.
Эффект глушения объясняется наличием в стекле множества (100 тыс. в 1 мм3) неокрашивающих коллоидных частиц, причем частицы размерами от 1 до 5 мкм дают эффект опалового стекла, а от 5 до 100 мкм — эффект молочного стекла. Данные частицы кристаллизуются непосредственно из расплава стекломассы или (и это чаще всего) наличие глушителя приводит к выделению внутри расплава основной стекломассы капель стекломассы другого состава с последующей их кристаллизацией или без нее.
В качестве глушителей вводят природный минерал криолит 3NaF-AlF3 (150 кг./т), двойной суперфосфат Са(Н2Р04)г, костяную муку, кристаллогидрат двузамещенного фосфата натрия NaHPC>4-12НгО, однозамещенный фосфат аммония NH4H2PO4 и другие фосфорные соединения, взятые из расчета 50 кг/т оксида фосфора (V) Р2О5 в стекле. Кроме того, применяют гипс— CaS04-2II20 (30 кг/т), поваренную соль NaCl (50 кг/т) и т. п. Особым видом глушеного стекла является изобретенное советским технологом Е. А. Ивановой термочувствительное сульфидно-цинковое стекло, отличающееся особыми декоративными свойствами. В стекло, содержащее около- 0,1 кг/т оксида железа (IT) FeO и около 100 кг/т оксида цинка ZnO, вводят серу в количестве около 50 кг/т. В стекле протекают реакции: FeO + S + CO—>- ->FeS + C02 и FeS + ZnO->ZnS + + FeO.
В зависимости от состава сульфидно- цинкового стекла, а главным образом от режима его термообработки, выделяющиеся хлопьевидные кристаллы сульфида цинка ZnS придают различным участкам стекла эффекты опалового и молочного стекол, причем быстро охлаждаемые участки остаются прозрачными, окрашенными в различные коричневые оттенки сульфидом железа FeS. Введение дополнительных красителей позволяет получать различные- цвета и оттенки заглушённого стекла: оранжевые, красные, черные, бирюзовые, голубые и др.
Благодаря свойству термочувствительности на сульфидно-цинковом стекле легко достигаются разнообразные декоративные эффекты: стекла получают мраморовидные, полосатые, узорные и т. п.
Черные стекла.
Красивые декоратнвные эффекты можпо получить с использованием стекол, окрашенных в черный цвет сульфидами свинца и меди (PbS, CuS), значительными количествами (до 100 кг/т) пиролюзита, содержащего МпОг, наконец красящими оксидами большой красящей силы (СоО, СггОз и т. п.), введенными в больших количествах: свыше 50 кг/т, иногда в сочетании друг с другом. В заключение раздела о получении цветных стекол необходимо отметить, что, хотя число основных красителей стекла ограничено, на практике путем их смешивания, подбором составов- окрашиваемых стекол и т. д. удается получить богатейшее разнообразие цветов и оттенков.
Цветное листовое декоративное стекло применяется в строительстве для изготовления витражей, декоративного остекления
Для получения красного стекла чистого тона стекла используют составы.
• паечные витражи из листового стекла на гибкой металлической основе; • витражи из объемных многослойных стекол на бетонной основе
Применяя серебряные и медные пасты, превращают бесцветное листовое стекло в цветной витраж.
Как правило, из цветных стекол составляют орнамент или настоящие сюжетные картины.
Для получения какого-либо сплошного цветного фона, при изготовлении витража
Окрашивание стен, отделанных специальными обоями под окраску.
Украшать цветными стеклами можно не только плитки, но и любое другое керамическое изделие.
Особенно важно это для витражей, расположенных на открытом воздухе или в помещениях с повышенной влажностью.
Цветное листовое стекло получают путем введения красителей в стекломассу или нанесения в процессе изготовления на бесцветную стекломассу цветного слоя. Их применяют для изготовления сигнальных стекол и витражей.
Раскрой большегабаритных стекол производят, как правило, вблизи от места остекления витрин и витражей, выполняя эту операцию зачастую непосредственно в ящике с
СТЕКОЛЬНЫЕ РАБОТЫ стекло оконное, витринное, цветное листовое .
К цветным стеклам относятся стекла, которые, несмотря на окраску, все еще более или менее прозрачны. Наиболее эффектное применение цветное стекло находит в застеклении витражей.
Цветное стекло выпускается толщиной 3 мм.
Классификация стекол, их составы. Свойства стекол в твердом состоянии.
Витражи. Мозаичная живопись из смальты в декорировании парадных сооружений.
Используют цветное стекло при строительстве общественных зданий в декоративных целях (в световых проемах, перегородках, витражах). По назначению изделия из стекла разделяются на отделочные (облицовочное стекло): цветные плиты.
Живописные витражи собираются из цветных стекол с росписью керамич. красками и с последующим обжигом деталей.
Существует много новых способов декоративной обработки стекла для витражей (в т. ч. пескоструйный, отливкой и прессованием.
Читайте также: