CN101205115B - 一种黄色透明玻璃 - Google Patents

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Abstract

一种黄色透明玻璃，其组成成份的重量百分比为：氧化硅SiO2为60.0～75.0重量％、氧化钠Na2O为10.0～18.0重量％、氧化钙CaO为6.0～15.0重量％、氧化铈CeO2为0.1～6.0重量％以及氧化铁为0.1～6.0重量％，由此能形成一种透明的具有黄色色泽的玻璃，其在一般温度下退火或在高温下急速降温(热强化)时，颜色都非常稳定，适合工业上的大量生产。

Description

一种黄色透明玻璃
技术领域
本发明涉及一种有色玻璃，尤其是一种具有黄色色泽的透明玻璃。
背景技术
传统的黄色玻璃色料有很多种，如硫化镉(CdS)、氧化铈(CeO2)加氧化钛(TiO2)、铀(U)、氧化铬(CrO)(在钾玻璃中)或者银(Ag)或硫化铁(FeS)等，但上述色料，都多少有一些限制或缺点。
例如以硫化镉为色料虽可以形成漂亮的黄色玻璃，但硫化镉为剧毒原料(管制品)，而且不易生产，在玻璃熔解过程中，CdS易分解而失去颜色，即使以特殊的玻璃组成来熔解，如果在徐冷(退火)的过程控制不当，也无法产生漂亮的黄色玻璃，或者在不同的徐冷条件，将产生不同的黄色度，一般工厂能不用就尽量不用；铀和银则价格太贵，且黄色度不及硫化镉，较少被用在玻璃行业；氧化铬所形成的黄色中带有绿色(黄绿色)；硫化铁虽被广泛用在啤酒瓶或药瓶，但是其色度比较接近琥珀色，而且颜色淡时，生产不易控制，即同一批生产的玻璃的色度范围非常大。
氧化铈和氧化钛混合后作为黄色色料，已被使用数十年，但此种配方在生产过程中必须严密的控制窑炉的氧化还原气氛(atmosphere)，否则颜色会不稳定。
一般氧化铁在玻璃的原料中都被视为杂质，含有高氧化铁的玻璃都呈现淡淡的绿色，一般放在桌上的平板玻璃，正面看是白色(无色)，但由侧面(剖面)看，则呈现绿色，此即为铁份的颜色，所以在高纯度的玻璃(如光学用的无色玻璃)中，铁份含量Fe2O3小于0.01％，但相对的原料成本则非常高。一般如要生产漂亮的黄色玻璃都是以高纯度的低铁原料再加上黄色色料，如此一来原料成本则相对地被提高。有鉴于此，本发明人发明出一种新的玻璃配方，以提供一种具有黄色色泽的透明玻璃。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种黄色透明玻璃的组成成份，以氧化铈加氧化铁和基本玻璃原料相配合，即可熔出具有漂亮黄色色泽的透明玻璃，以取代以氧化铈及氧化钛为色料的黄色玻璃，而且此种组成成份的玻璃在一般温度下退火或在高温下急速降温，其颜色都非常稳定，适合工业上用的大量生产。
为达到上述目的，本发明的黄色透明玻璃的主要组成成份的重量百分比为：氧化硅SiO2为60.0～75.0重量％、氧化钠Na2O为10.0～18.0重量％、氧化钙CaO为6.0～15.0重量％、氧化铈CeO2为0.1～6.0重量％以及氧化铁为0.1～6.0重量％等。
另外，为加深玻璃的黄色度可填加少量的硫；如果是光学产品而需要提高玻璃的折射率时，则可填加适量的氧化铅PbO或氧化钡BaO，以增加此类黄色玻璃的适用范围。
本发明的玻璃中以氧化铈加氧化铁取代以往的氧化铈加氧化钛的黄色色料，具有下列几项具体的优点：
1、氧化铁比氧化钛便宜，而且玻璃的基本配方(包括硅砂，纯碱，石灰石，氧化铝等)中可用含铁组份较多的原料。
2、氧化铁的污染较氧化钛低(尤其对于配料操作人员来说)
3、氧化铈加氧化铁的玻璃配方，虽然需要在氧化状态，才能得到黄色，但生产条件范围较大，黄色度相当稳定。
4、氧化铈加氧化铁所形成的黄色玻璃在热强化下颜色仍保持稳定。
具体实施方式
本发明的黄色透明玻璃的各种组成成份的重量百分比为：
(1)60.0～75.0％  氧化硅SiO2
(2)10.0～18.0％  氧化钠Na2O
(3)6.0～15.0％   氧化钙CaO
(4)0.1～6.0％    氧化铈CeO2
(5)0.1～6.0％    氧化铁
其中，氧化硅、氧化钠、氧化钙为玻璃的主要组成物质，本发明以氧化铈加氧化铁作为着色剂，使成型的透明玻璃具有黄色的色泽，其中，氧化铁为选自由FeO、Fe2O3、及Fe3O4等所组成的组中的至少一种。
另外为增加玻璃的黄色深度，可添加少量的硫，添加的硫的重量百分比为0.0～0.2％。由于此类的玻璃可适用于各种用途，如果用于光学产品则需要提高玻璃折射率，可以加入适当的氧化铅PbO或氧化钡BaO，其中氧化铅PbO的重量百分比为0.0～5.0％，氧化钡BaO的重量百分比为0.0～5.0％。或者可针对其它不同的需要添加其它物质，例如添加重量百分比为0.0～5.0％的氧化硼B2O3及重量百分比为0.0～2.0％的氧化铝Al2O3。
为证明本发明的组成成份确实能形成黄色玻璃，特别作了一些实验，并将各种不同原料以下列环境条件进行熔解，然后分析所得的成品玻璃的组成成份，其结果示于下表1及表2。
熔解试验条件如下，
气氛：0.2％过剩氧气
温度：1400℃
时间：3小时
坩埚：高铝质坩埚
热处理：将熔解好的玻璃倒入模具成型后，取出玻璃在空气中使其急速冷却。
将0.5公斤的玻璃块在3分钟内冷却到常温下制成下列实验样品，然后观察各种不同成份的样品玻璃的颜色。
表1
 
样品1 样品2 样品3 样品4
SiO2(重量％) 70 69 70 70
Na2O(重量％) 15 13 13 15
CaO(重量％) 15 15 10 8
PbO(重量％) - - 5 -
B2O3(重量％) - 2.0 2.0 -
Al2O3(重量％) - 1％ - -
 
BaO(重量％) - - - 5
CeO2(重量％) - - - 2.0
无色玻璃 无色玻璃 无色玻璃 无色玻璃
表2
 
样品5 样品6 样品7 样品8 样品9
SiO2(重量％) 69.0 69 66 65.95 64.95
Na2O(重量％) 13 15 13 13 15.0
CaO(重量％) 10.0 10.0 10.0 10.0 8.0
PbO(重量％) - 2.0 - - -
B2O3(重量％) 2.0 2.0 2.0 2.0 -
BaO(重量％) 5.0 - 5.0 5.0 2.0
CeO2(重量％) - 1.0 2.0 2.0 5.0
Fe3O4(重量％) 1.0 1.0 2.0 2.0 5.0
S(重量％) - - - 0.05 0.05
淡绿色玻璃 淡黄色 黄色 较深的黄色 深黄色
在上述实验后所得的样品中，样品1～3中不含氧化铈CeO2及氧化铁Fe3O4成份，所得的玻璃皆为无色透明玻璃。样品4虽具有氧化铈成份，但为无色透明玻璃。样品5虽具有氧化铁成份，但为淡绿色的透明玻璃。而样品6～9中的组成成份皆包括有氧化硅SiO2、氧化钠Na2O、氧化钙CaO、氧化铈CeO2以及氧化铁Fe3O4，通过配合其它不同成分(例如硫)，以及控制不同的氧化铈CeO2和氧化铁Fe3O4的含量，即可产生各种不同深浅的黄色色泽的透明玻璃。由此可证明本发明所提供的组成成分确实能形成黄色透明玻璃。
以上所述，仅为本发明的优选实施例，并非用来限定本发明实施例的范围。即，凡根据本发明的权利要求的范围所作的同等变化及修饰，皆处于本发明的权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种黄色透明玻璃，其特征在于，其组成成份的重量百分比为：氧化硅SiO2为60.0～75.0重量％、氧化钠Na2O为10.0～18.0重量％、氧化钙CaO为6.0～15.0重量％、氧化铈CeO2为0.1～6.0重量％以及氧化铁为0.1～6.0重量％。
2.一种黄色透明玻璃，其特征在于，其组成成份的重量百分比为：氧化硅SiO2为60.0～75.0重量％、氧化钠Na2O为10.0～18.0重量％、氧化钙CaO为6.0～15.0重量％、氧化铈CeO2为0.1～6.0重量％、氧化铁为0.1～6.0重量％以及氧化硼B2O3为0.0～5.0重量％。
3.一种黄色透明玻璃，其特征在于，其组成成份的重量百分比为：氧化硅SiO2为60.0～75.0重量％、氧化钠Na2O为10.0～18.0重量％、氧化钙CaO为6.0～15.0重量％、氧化铈CeO2为0.1～6.0重量％、氧化铁为0.1～6.0重量％以及氧化钡BaO为0.0～5.0重量％。
4.一种黄色透明玻璃，其特征在于，其组成成份的重量百分比为：氧化硅SiO2为60.0～75.0重量％、氧化钠Na2O为10.0～18.0重量％、氧化钙CaO为6.0～15.0重量％、氧化铈CeO2为0.1～6.0重量％、氧化铁为0.1～6.0重量％以及氧化铅PbO为0.0～5.0重量％。
5.一种黄色透明玻璃，其特征在于，其组成成份的重量百分比为：氧化硅SiO2为60.0～75.0重量％、氧化钠Na2O为10.0～18.0重量％、氧化钙CaO为6.0～15.0重量％、氧化铈CeO2为0.1～6.0重量％以及氧化铁为0.1～6.0重量％以及硫S为0.0～0.2重量％。
6.一种黄色透明玻璃，其特征在于，其组成成份的重量百分比为：氧化硅SiO2为60.0～75.0重量％、氧化钠Na2O为10.0～18.0重量％、氧化钙CaO为6.0～15.0重量％、氧化铈CeO2为0.1～6.0重量％、氧化铁为0.1～6.0重量％以及氧化铝Al2O3的0.0～2.0重量％。
7.如权利要求1所述的黄色透明玻璃，其特征在于，所述氧化铁为选自由FeO、Fe2O3及Fe3O4所组成的组中的至少一种。
8.如权利要求2所述的黄色透明玻璃，其特征在于，所述氧化铁为选自由FeO、Fe2O3及Fe3O4所组成的组中的至少一种。
9.如权利要求3所述的黄色透明玻璃，其特征在于，所述氧化铁为选自由FeO、Fe2O3及Fe3O4所组成的组中的至少一种。
10.如权利要求4所述的黄色透明玻璃，其特征在于，所述氧化铁为选自由FeO、Fe2O3及Fe3O4所组成的组中的至少一种。
11.如权利要求5所述的黄色透明玻璃，其特征在于，所述氧化铁为选自由FeO、Fe2O3及Fe3O4所组成的组中的至少一种。
12.如权利要求6所述的黄色透明玻璃，其特征在于，所述氧化铁为选自由FeO、Fe2O3及Fe3O4所组成的组中的至少一种。
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