一种光致变色玻璃的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种在不同光源下，玻璃体呈现不同颜色的光致变色玻璃材料的制备方法。该制备方法包括如下步骤：（1）配料、（2）混合和球磨、（3）熔制、（4）成型、（5）退火。采用该方法制备的光致变色玻璃在阳光照射下呈紫红色，在白炽灯下呈红色，在日光灯下呈青蓝色，具有单独Nd2O3显色、变色，显色效果佳，变色响应时间快，成本低，制作简便等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于玻璃材料领域，涉及一种在不同光源下，玻璃体呈现不同颜色的光致变色玻璃材料的制备方法。
技术介绍
无机光致变色玻璃材料是在基质玻璃中添加感光材料，经熔制和热处理后形成的。其变色机理主要是感光材料经光照射后，物质结构发生变化，导致吸收光谱改变，进而颜色发生明显变化。钕紫属于吸收与其频率相同的光的颜料。当光源照射激发它时，它大量地吸收与其频率相同的光波(417~455nm)而产生与其相补的颜色。这也导致了它的变色性能。这是由于光吸收的变化，可出现不同的颜色。如在玻璃的配料中，加入氧化钕，能使玻璃染成优美、明亮的紫罗兰色，它在不同的光源照射下，而呈现出不同的色调。如在白天的日光照射下，呈现红的紫罗兰色调；在晚上的荧光灯下，却呈现蓝的紫罗兰色调。然而，这类变色玻璃有三个值得注意的问题。第一，由于各个试制单位采用的工艺不同，某些制品虽然变色明显，但在荧光灯下蓝色沉闷，在白炽灯下呈土红甚至疲血之色，难以博得青睐。从结构研究可知，钕紫变色玻璃的变色效果主要取决于基质玻璃的结构。因此，变色玻璃的基质玻璃结构是获得性能优良的光致变色玻璃的基础。第二是Nd2O3的加入量。众所周知，变色的原因是在玻璃中加入了 Nd203。Nd2O3是一种稀土氧化物，价格昂贵，目前有些玻璃的加入量超过10%，大大限制了市场的竞争能力。如何在尽量降低Nd2O3使用量的同时，提高其显色和变色效果，这也是光致变色玻璃市场化的关键所在。第三，单独加入Nd2O3的玻璃显色、变色效果不佳，必须要加入其它的稀土氧化物如氧化镨等，才能具有良好的显色、变色效果，这无疑会增加玻璃的成本。【专利
技术实现思路
】本专利技术针对目前稀土 Nd2O3光致变色玻璃必须添加其它稀土氧化物帮助显色、变色，成本高的问题，提供了一种新型的光致变色玻璃的制备方法。该玻璃在阳光照射下呈紫红色，在白炽灯下呈红色，在日光灯下呈青蓝色，具有单独Nd2O3显色、变色，显色效果佳，变色响应时间快，成本低，制作简便、市场化程度高等特点。实现本专利技术的技术方案包括如下步骤: (I)配料:按照玻璃的化学组成配制所需的原料，玻璃的化学组成包括以下重量比例的组分=Li2O 2%~7%，Al2O3 10%~18%，B2O3 10%~20%，SiO2 45%~65%，K2O 0~15%，Na2O 0~15%，外加Nd2O3 3%~9%。( 2 )混合和球磨:将配制好的原料装入球磨机中进行充分的混合和研磨，球磨时间控制在Ih以内。(3)熔制:将 磨制好的混合料在熔炉中熔制，熔融温度为130(Tl40(TC，保温2h，使玻璃料液充分的澄清、均化。(4)成型:将玻璃液迅速浇注到预热好的不锈钢板模具中成型。(5)退火:成型后的玻璃样品立即放入退火炉中，在500°C下保温2h，制品随炉冷却至室温即得到所需的光致变色玻璃。所制得的光致变色玻璃在太阳光照射下，呈现出紫红色；在白炽灯照射下，呈现出红色；在日光灯照射下，呈现出青蓝色；本光致变色玻璃配方中采用一种稀土 Nd2O3原料作为发色剂，不需要添加其它的稀土氧化物作为增色剂，且用量在3%时也具有良好的光致变色性能，色彩鲜明；稀土 Nd2O3在Li2O (K2O, Na2O) - Al2O3 _ B2O3- SiO2四元系统基质玻璃中受到光的激发后，4f层轨道中电子较其它基质玻璃易于跳跃，Nd2O3大量地吸收与其频率相同的光波而产生与其相补的颜色，进而导致其优良的光致变色性能；与其它基质玻璃相比，在Li2O (K20、Na20) - Al2O3 _ B2O3- SiO2四元系统基质玻璃中，添加少量的稀土 Nd2O3就可获得效果较好的光致变色性能，降低了光致变色玻璃的制造成本。具体实施方案 实施例1: 把含有Li20、Na20、K20、A1203、SiO2、B2O3、Nd2O3成分的原料按照玻璃的化学组成重量百分比分别为 Li2O 7%、Na209 %、K2O 4%、Al2O3 15%、SiO2 49%、B2O3 16%，外加 Nd2O3 3% 的比例配料，将混合料装入球磨机中进行充分的混合和研磨，球磨时间控制在lh。将磨制好的混合料在熔炉中熔制，熔融温度为1300°C，保温2h，使玻璃料液充分的澄清、均化。然后将玻璃液迅速浇注到预热好的不锈钢板模具中成型，成型后的玻璃样品立即放入退火炉中，在500°C下保温2h，样品随炉冷却至室温即得到所需的紫红色光致变色玻璃。 实施例2: 把含有Li20、Na20、K20、A1203、SiO2、B2O3、Nd2O3成分的原料按照玻璃的化学组成重量百分比分另O为 Li2O 7%、Na2O 11%、K2O 2%、Al2O3 15%、SiO2 49%、B2O316%,外加 Nd2O3 4% 的比例配料，将混合料装入球磨机中进行充分的混合和研磨，球磨时间控制在55min。将磨制好的混合料在熔炉中熔制，熔融温度为1340°C，保温2h，使玻璃料液充分的澄清、均化。然后将玻璃液迅速浇注到预热好的不锈钢板模具中成型，成型后的玻璃样品立即放入退火炉中，在500°C下保温2h，样品随炉冷却至室温即得到所需的紫红色光致变色玻璃。实施例3: 把含有Li20、Na20、K20、A1203、SiO2、B2O3、Nd2O3成分的原料按照玻璃的化学组成重量百分比分别为 Li2O 7%、Na2O 7%、K2O 6%、Al2O3 15%、SiO2 49%、B2O3 16%,外加 Nd2O3 6% 比例配料，将混合料装入球磨机中进行充分的混合和研磨，球磨时间控制在50min。将磨制好的混合料在熔炉中熔制，熔融温度为1370°C，保温2h，使玻璃料液充分的澄清、均化。然后将玻璃液迅速浇注到预热好的不锈钢板模具中成型，成型后的玻璃样品立即放入退火炉中，在500°C下保温2h，样品随炉冷却至室温即得到所需的紫红色光致变色玻璃。实施例4: 把含有Li20、Na20、K20、A1203、SiO2、B2O3、Nd2O3成分的原料按照玻璃的化学组成重量百分比分别为 Li2O 7%、Na2O 9%、K2O 4%、Al2O3 14%、SiO2 50%、B2O3 16%,外加 Nd2O3 9% 比例配料，将混合料装入球磨机中进行充分的混合和研磨，球磨时间控制在lh。将磨制好的混合料在熔炉中熔制，熔融温度为1400°C，保温2h，使玻璃料液充分的澄清、均化。然后将玻璃液迅速浇注到预热好的不锈钢板模具中成型，成型后的玻璃样品立即放入退火炉中，在500°C下保温2h，样品随炉冷却至室温即得到所需的紫红色光致变色玻璃。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光致变色玻璃的制备方法，其特征在于：（1）配料：按照玻璃的化学组成配制所需的原料，玻璃的化学组成包括以下重量比例的组分：Li2O 2%~7%，Al2O3 10%~18%，B2O3 10%~20%，SiO2 45%~65%，K2O 0~15%，Na2O 0~15%，外加Nd2O3 3%~9%；（2）混合和球磨：将配制好的原料装入球磨机中进行充分的混合和研磨，球磨时间控制在1h以内；（3）熔制：将磨制好的混合料在熔炉中熔制，熔融温度为1300~1400℃，保温2h，使玻璃料液充分的澄清、均化；（4）成型：将玻璃液迅速浇注到预热好的不锈钢板模具中成型；（5）退火：成型后的玻璃样品立即放入退火炉中，在500oC下保温2h，制品随炉冷却至室温即得到所需的光致变色玻璃。

【技术特征摘要】
1.一种光致变色玻璃的制备方法，其特征在于: (1)配料:按照玻璃的化学组成配制所需的原料，玻璃的化学组成包括以下重量比例的组分=Li2O 2%~7%，Al2O3 10%~18%，B2O3 10%~20%，SiO2 45%~65%，K2O 0~15%，Na2O 0~15%，外加Nd2O3 3%~9% ； (2)混合和球磨:将配制好的原料装入球磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦国豪，余爱民，张勇，
申请(专利权)人：杭州诺贝尔集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33