玫红玻璃微珠的组分及光学性能研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

玻璃是一种透明度高的非晶态物质，通过吸收、反射、透过某种特定波长的光线，而呈现不同颜色的玻璃称为颜色玻璃，在日常生活中随处可见，广泛地应用于建筑内外门窗装饰材料、艺术装饰、滤光、照明、信号、激光和荧光等方面[1-3]。玻璃着色主要分为4种类型：(1)半导体着色。在玻璃中添加cds、cdse、cdte等着色剂，在可见光区不出现吸收峰而呈连续的吸收区，长期以来一般认为它属于胶体着色。然而它着色的主要决定于cds/cdse的比例而与胶体的大小关系不大，随cds/cdse的比例减小，玻璃颜色由黄向橙、红、深红方向发展[4]。(2)金属胶体粒子着色。金属胶体着色的物质有铜、银、金等，由于不同胶体粒子对各种单色光具有不同程度的选择吸收能力，而且胶体着色剂的原子能生成八面体晶体，相互结合成胶体状态的粒子分散在玻璃之中，因而使玻璃着色[5-6]。(3)离子着色。过渡金属离子由于含有不饱和的d层或f层电子，而在近红外至近紫外光谱区域有吸收带产生颜色[7]。(4)化合物胶体粒子着色。向含锌(zno)的玻璃中添加硫或硒的化合物（如cds、cdse等），在玻璃中形成cdo、zns、znse等，然后在低于退火温度下进行两次热处理，形成cds、cdse并生长成较大的胶体粒子，因光散射而使玻璃着色，如硒红、镉黄等颜色玻璃[8]。

本课题研究的玫红色玻璃并不是常见的颜色玻璃，玫红色玻璃具有鲜艳的颜色，可以作为良好的装饰材料[9]。目前国内外生产玫红玻璃的方法主要是au胶体着色。金红玻璃呈现特有的鲜艳玫瑰红色，称为金红玻璃，是名贵的艺术玻璃和器皿玻璃材质。传统的金红玻璃采用铅玻璃为基础成分，可以使金的用量显著减少并呈现需要的颜色。铅玻璃虽然具有很多优点，但是铅对人体有毒害，污染环境。从可持续发展的角度来看，无铅玻璃已经是必然的方向[10-12]。

现在金红玻璃主要以钠钙硅酸盐玻璃代替铅硅酸盐玻璃为基础成分，不用pbo、bao、等原料，不仅减少污染，还节约了金用量，降低了成本，避免了二次显色，生产工艺完善。但是氯化金的成本太高，导致这种玫红色玻璃难以大规模应用。所以，研发更廉价的玫红色玻璃具有重要的市场价值[13-15]。

2. 研究的基本内容与方案

2.基本内容和技术方案

2.1基本内容：

2.1.1设定基础玻璃化学组成如下：（wt.%）

表1：

使用Cu2O着色的玻璃可以获得鲜红颜色，亚铜离子在还原剂二氧化锡的作用下还原成铜原子，在玻璃中相互结合成胶体状态的粒子分散在玻璃之中，使玻璃着色，缓慢冷却或重新热处理有利于结晶颗粒析出，为胶体粒子长大创造条件，粒子的尺寸将影响到对光的吸收能力。玻璃组分中B2O3和Al2O3稳定颜色的作用，并加入的Sb2O3作为稳定剂。加入Nd2O3和Ni2O3作为着色剂，使其呈现玫红色。

2.1.2主要仪器设备：硅碳棒棒电炉、马弗炉、刚玉坩埚、电子分析天平、研钵、坩埚钳、石棉手套、浇铸玻璃样品的模具、可见光分光光度计等。

2.2研究内容：

1、确定玫红玻璃微珠组成及其制备工艺。

2、熔制无铅玫红玻璃微珠，通过热处理制备玫红无铅玻璃微珠。

3、对样品的结构及光学性能进行表征。

4、研究分析不同着色剂对玻璃样品的颜色及折射率的影响，了解玻璃水钻着色机理。

2.3技术方案：

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－6周：配料计算和制备配料。

第7－9周:玻璃熔化制样。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]陈福,武丽华,赵恩录等,颜色玻璃概论[m]北京：化学工业出版社，2008.1.

[2]郑国培,有色光玻璃及应用[m].北京：中国轻工业出版社，1997:185-186.

[3]林宗寿,无机非金属材料工学[m],武汉理工大学出版社.