硫硒化镉对硅碱钙石微晶玻璃着色机理的研究

作     者：武艳萍 

作者单位：武汉理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李宏

授予年度：2011年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：硅碱钙石微晶玻璃 截止吸收波长 着色机理 透过/反射率 显色热处理制度 

摘      要：微晶玻璃装饰板是一种新型高档建筑装饰材料,由于具有天然石材无法比拟的优良理化性能,日益受到人们的认可和青睐,在生产生活中具有广泛的应用前景。目前,微晶玻璃的着色机理尚不明确。实践证明：微晶玻璃的着色机理与普通玻璃的着色机理存在很大的差别,用生产普通颜色玻璃的着色理论来指导颜色微晶玻璃的生产已经证明是不适用的,因此用新的微晶玻璃的着色机理来指导颜色微晶玻璃的生产,对微晶玻璃着色机理和实践的研究具有重要意义。R2O-CaO-SiO2系统微晶玻璃具有断裂韧性高、强度高、可加工性能好等一系列突出的优点,可采用压延法进行连续式生产,是一种新型高档的建筑装饰材料。因此本课题采用R2O-CaO-SiO2系统微晶玻璃为研究对象,将着色剂CdS和Se加入其中,探讨其在硅碱钙石微晶玻璃中的着色机理。 本文采用传统熔融法制备了一系列不同Se/CdS比的颜色微晶玻璃,研究了热处理制度、熔制气氛和Se/CdS比对微晶玻璃颜色及性能的影响;利用XRD、DTA、FE-SEM、EDS、紫外-可见分光光度计等现代测试分析手段探索硫硒化镉在硅碱钙石微晶玻璃中的着色机理。结果表明： 1.制备硫硒化镉颜色微晶玻璃较合适的熔制条件为弱还原气氛,实验中通过加入1%Zn来实现,同时加入4%的ZnO以抑制着色剂CdS和Se的挥发。 2.得到的R2O-CaO-SiO2系颜色微晶玻璃的主晶相为集束状硅碱钙石(K2Na4Ca5Si12O30F4)和a硅碱钙石晶相(K3Na3Ca5[Si12O30]F3(OH)1H2O);3.随着Se/CdS比的增大,热处理前,玻璃近乎无色或呈现很淡的颜色,晶化核化热处理后微晶玻璃的颜色跟母体玻璃颜色明显不同,均为橙色或橙红色。而经过等温热处理(600～800℃)后微晶玻璃的颜色由黄向红色转变,微晶玻璃的截止波长向可见光谱的长波方向移动。 4.当Se/CdS为0.55,热处理温度为800℃,热处理时间为2小时,可以得到红色微晶玻璃;当Se/CdS比一定时,随着热处理温度的升高,微晶玻璃的颜色由黄色向橙色和红色转变;当热处理温度一定时,随着热处理时间的延长,微晶玻璃的颜色为橙红色且逐渐加深,截止波长向可见光谱的长波方向移动。相比热处理时间,热处理温度对微晶玻璃颜色的影响较大。 5.用FE-SEM进行EDS面扫描可以发现,着色剂Cd、S和Se在微晶玻璃中有一定的富集,且随着时间的延长,元素的富集更加明显。