Материалы

Влияние оксида железа на цветовые характеристики окрашенных электроламповых стекол


По литературным данным следует, что железосодержащие стекла при введении в них около 10% TiO2 окрашиваются в глубокие оранжевые цвета. Было установлено, что усиление оранжевого окрашивания железом в присутствии титана вызвано переходом Fe3+ из модифицирующего состояния в решеткообразующее и образованием красящих железо-титановых комплексов в присутствии сильного окислителя CeO2. Поэтому в исследуемые стекла серии с постоянным содержанием CeO2 5 мас. % и переменным содержанием TiO2 были в ведены добавки

Fe2O3 в пределах от 0,25 до 1 %.

Для всех стекол снимались спектральные кривые пропускания в диапазоне длин волн 380–740 нм на образцах толщиной 2-4 мм.

На рис.1 представлены спектральные кривые серии стекол с постоянным содержанием СеО2 5 мас. %, TiO2 10 мас. % и переменным содержанием Fe2O3.

 

Рис.1 Спектральные кривые пропускания серии стекол с постоянным содержанием СеО2 5 мас. %, TiO2 10 мас. % и переменным содержанием Fe2O3

 

Из графической иллюстрации видно, что характер кривых светопропускания исследуемых образцов схож с типичной кривой желтого сигнального стекла (для светофоров).

Полученные спектральные кривые пропускания в видимой части спектра имеют ярко выраженный крутой подъем в интервале длин волн

380-500 нм с разным значением граничной длины волны.

С увеличением содержания Fe2O3 край полосы поглощения постепенно смещается в сторону больших длин волн, усиливая поглощение в фиолетовой и синей частях спектра; т.е. кривые светопропускания исследуемых стекол приближаются к кривой желтого сигнального стекла. Значение граничной длины волны пропускания растет с увеличением содержания Fe2O3 и изменяется при этом от 499 до 519 нм (Рис.1). Расчетная доминирующая длина волны остается практически постоянной – 576–577 нм. Чистота тона находится в пределах 40–50%, а яркость 80–85 %.

На рис.2 приведены спектральные кривые серии стекол с постоянным содержанием СеО2 5 мас. %, TiO2 12,5 мас. % и переменным содержанием Fe2O3.

 

Рис.2 Спектральные кривые пропускания серии стекол с постоянным содержанием СеО2 5 мас. %, TiO2 12,5 мас. % и переменным содержанием Fe2O3

 

С увеличением содержания Fe2O3 и при уже постоянном TiO2 12,5 мас.% кривые светопропускания еще ближе подходят к кривой желтого сигнального стекла. Значение граничной длины волны пропускания смещается от 485 до 535 нм. Расчетная доминирующая длина волны также практически не изменяется – 575-577 нм, то есть находится в тех же пределах, что и для стекол первой серии. Чистота тона в этих стелах увеличилась до 55 %, яркость несколько снизилась и составляет 72 – 80 %.

По своим оптическим характеристикам большинство стекол соответствуют требованиям, предъявляемым к желтому стеклу для ламп городского и шоссейного транспорта. Преимуществом этих стекол является постоянство их оптических характеристик независимо от условий синтеза и последующей термической обработки. Стекла обладают достаточно высокими значениями электросопротивления.

С увеличением содержания Fe2O3 объемное  электрическое сопротивление стекол несколько снижается. Для оценки электропроводности стекол при повышенных температурах применяется параметр ТК–100 (температура, при которой объемное сопротивление равно 106 Ом.м). Для исследуемых стекол значение ТК–100 изменяется в пределах 260–420 0С. Максимальное значение ТК–100 в стеклах, в которых отсутствуют добавки Fe2O3. Но при введении добавок Fe2O3 в количестве от 0,25 до 1 мас. % по значению ТК–100 стекла соответствуют требованиям по электрическим характеристикам для ламп, используемых в осветительном и светосигнальном оборудовании для транспортных средств.

Таким образом, при использовании в качестве красителя комбинации оксидов СеО2 и TiO2, окраска которыми определяется валентным состоянием катионов и независит от последующей термообработки, с добавлением добавок Fe2O3 для придания более насыщенного оранжевого цвета можно получить стекла, удовлетворяющие требованиям по их колометрическим и оптическим характеристикам в соответствии с требованиями стандарта МКО (Международной комиссии по освещению).

1 2
Общее время работы: 16.305923461914 мс
Использование памяти: 660 КБ