硫硒化镉着色乳浊玻璃组成与性能的研究

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以Na2O-ZnO-SiO2系统磷酸盐乳浊玻璃为基础玻璃,通过加入混合着色剂CdS、Se粉使玻璃着色,对影响硫硒化镉着色乳浊玻璃稳定性的因素以及制备工艺进行了系统的研究,制备出颜色鲜艳均匀、理化性能良好的红色系列乳浊玻璃。借助XRD、SEM对玻璃试样进行物相分析和微观结构分析,采用抗折、强度测试、耐水性测试分析组成对玻璃理化性能的影响。研究了混合着色剂的加入量、配比以及热处理条件对玻璃显色的影响;探讨了ZnO的作用机理以及加入量对样品显色效果与性能的影响;研究了碱金属氧化物、熔制气氛对玻璃显色的影响。为生产硫硒化镉着色乳浊玻璃提供一定的理论指导,对于开发新型装饰玻璃材料具有实际意义。研究结果表明:着色剂Se、CdS的加入量分别为0.4wt%、1.8wt%时,能制备出颜色鲜艳均匀的红色乳浊玻璃,玻璃颜色随着色剂的掺入比例改变而变化,着色剂使用量越多,玻璃析出CdS、CdSe晶相越多,物化性能越好,硫硒化镉着色剂在一定范围内还能促进均匀分相;ZnO的主要作用是稳定着色剂CdS和Se,防止着色剂硒和硫的挥发,是制造硫硒化镉着色乳浊玻璃不可缺少的组分之一,加入量为16wt%左右,ZnO在该玻璃体系中属于网络形成体,随着ZnO含量的增加,玻璃的物化性能有所改善。采用着色剂CdS/Se与ZnO预煅烧、高温加料等工艺能有效减少着色剂的挥发;对组分相同的玻璃,随着显色热处理时间和温度的变化,玻璃的颜色会发生相应变化。热处理温度越高、热处理时间越长,则玻璃颜色越深,较好的显色温度、时间分别为600℃、2h;制备硫硒化镉着色乳浊玻璃必须为弱还原性气氛,采用添加少量金属锌粉作为还原剂,较合适添加量为1wt%;为了降低玻璃熔制温度,减少着色剂的挥发,玻璃组成中碱金属氧化物含量较高,加入两种碱金属氧化物Na2O、K2O,两者合适的加入比Na2O/K2O为1.2。
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