[发明专利]一种铬锰共掺的卡其色玻璃及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于光学玻璃技术领域，具体涉及一种铬锰共掺的卡其色玻璃及其制备方法和应用。

背景技术

铁、钴、镍、铜、钛、钒、铬、锰、钪等过渡金属元素在可见光区产生选择性吸收，从而使玻璃着色，是颜色玻璃中使用最多的着色剂。锰在玻璃中通常以Mn³⁺和Mn²⁺状态存在。Mn²⁺在可见区没有明显吸收，只是在紫光部分有一弱吸收带，因此着色很弱，使玻璃呈现淡黄色，Mn³⁺在500nm附近有一宽广的吸收带，紫光和红光具有高的透光率，玻璃呈紫红色。人们常采用铁锰着色来生产棕色瓶罐玻璃，在铁锰着色中加入少量硒化合物可着成深棕色，用于装饰玻璃方面。

在颜色玻璃中铬元素一般有Cr³⁺和Cr⁶⁺两种状态，Cr³⁺较为稳定，可使玻璃产生黄绿色。在碱性玻璃中，Cr⁶⁺的比例将显著增大，玻璃呈现黄绿色。铬着色玻璃具有双色性，经常与其它元素混合着色。与铜混合可以制取一系列黄绿色玻璃，已有报道的有翡翠色、天蓝色、青绿色、绿宝石色、黄绿色。与铁混合产生暗绿色和橄榄绿，主要用于玻璃瓶罐。铬和锰在红外区域都有很高的透过率，在一定配比下，可以混合着色成灰到黑色，铬锰混合着色主要应用于黑色透红外线玻璃。目前还没有文献和专利报道通过铬锰共掺来制备卡其色光学玻璃。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明目的在于提供一种铬锰共掺的卡其色玻璃及其制备方法和应用，引入Cr₂O₃和MnO₂为着色剂，前者产生黄绿色，后者呈现黄棕色，二者成互补色，通过调节铬和锰的比例，得到一种卡其色的光学玻璃。

本发明所采用的技术方案是：

一种铬锰共掺的卡其色玻璃，包括按氧化物为基准的以重量份计的以下组分：

所述的铬锰共掺的卡其色玻璃，包括按氧化物为基准的以重量份计的以下组分：

进行共掺着色的物质为Cr₂O₃和MnO₂。

K₂O以碳酸盐(K₂CO₃)形式引入；Na₂O以碳酸盐(Na₂CO₃)形式引入；Al₂O₃以氢氧化物(Al(OH)₃)形式引入；CaO以碳酸盐(CaCO₃)形式引入。

上述配方中，SiO₂为形成玻璃的主要组分，并使玻璃具有一系列优良性能，如透明度、机械强度、化学稳定性和热稳定性等。

K₂O以K₂CO₃形式引入，杜绝了KNO₃分解所产生的NO、NO₂的污染气体；采用Na₂CO₃代替Na₂SO₄，杜绝了Na₂SO₄分解时产生的SO₃。

ZnO是中间体氧化物，在一般情况下以锌氧八面体作为网络外体氧化物，当玻璃中的游离氧足够时，可以形成锌氧四面体而进入玻璃的结构网络，使玻璃的结构更趋稳定。ZnO能降低玻璃的热膨胀系数，减少对耐火材料的侵蚀，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性光泽度。

K₂O和Na₂O是助溶剂，降低玻璃液的粘度，促进玻璃液的熔化和澄清，还能大大降低玻璃的析晶倾向。

TiO₂、ZrO₂是中间体氧化物，在硅酸盐玻璃中一部分氧化钛以钛氧四面体进入结构网络中，一部分以钛氧八面体处于结构网络外，可以提高玻璃的折射率和化学稳定性。

Al₂O₃能够降低玻璃的析晶倾向，提高化学稳定性和机械强度，改善热稳定性。但含量不能太高，否则会增加析晶倾向，并易使玻璃原板上出现波筋等缺陷。

CaO作为网络外体在玻璃中的组要作用是稳定剂，即增加玻璃的化学稳定性和机械强度。