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玻璃“白度”的評價方法

來源:中國幕墻網(wǎng)收集整理  作者:*  日期:2006-8-22
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    隨著加工玻璃及建筑業(yè)對玻璃原板質(zhì)量要求的日益提高,玻璃的“白度”成為生產(chǎn)者和用戶越來越關注的問題。目前,國內(nèi)透明浮法玻璃氧化鐵含量大都在0.09%`0.15%之間,而國外先進玻璃生產(chǎn)廠其鐵含量在0.05%左右,因此我國浮法玻璃與與國外乃至合資線產(chǎn)品相比,差距較大。在玻璃外觀顏色上,國外玻璃外觀“白度”較高,明顯比國內(nèi)浮法線好。國內(nèi)透明浮法玻璃的顏色,尤其含鐵量普遍呈現(xiàn)偏藍綠的特征,尤其生產(chǎn)厚度玻璃時更為明顯。
 
    眾所周知,玻璃的顏色主要由玻璃中引入雜質(zhì)氧化鐵造成的,而降低博覽成分中鐵含量將會大幅度增加玻璃的生產(chǎn)成本。為此,在嚴格控制低制造成本的前提下,對透明浮法玻璃進行顏色修正,是一個值得研究的課題。
     
    當前,玻璃深加工采用合資線生產(chǎn)的浮法原片較多,其主要原因之一是玻璃原片中含鐵量較低,玻璃“白度”好。因此,研究開發(fā)在鐵含量不變的情況下加入特殊的“復合脫色劑”對玻璃進行脫色,增強人眼視覺評價效果,可提高浮法玻璃質(zhì)量和市場競爭力,具有很重要的現(xiàn)實意義。

    1、提高玻璃“白度”的方法
     透明浮法玻璃的顏色主要由于原料中氧化鐵雜質(zhì)引起的,氧化鐵在透明浮法玻璃中有低價鐵離子Fe2+和高價鐵離子Fe3+兩種狀態(tài),在Fe3+的3d軌道呈半充滿狀態(tài),著色能力很弱,呈黃綠色。Fe2+基態(tài)光譜項的L=2,處于D態(tài),在可見光區(qū)有一個寬廣的吸收帶,呈藍綠色。Fe2+是Fe3+著色能力的10倍左右。玻璃的顏色主要決定于二者之間的平衡狀態(tài)。由此可見,若提高玻璃的“白度”,首先必須降低配合料中的鐵含量。目前有的玻璃生產(chǎn)廠千方百計改善原料質(zhì)量,將主要原料——砂巖、硅砂采取棒磨、水洗等措施降低其鐵含量,玻璃“白度”雖然增加,但成本提高。針對這種情況,我們決定在保持基礎鐵含量不變、低制造成本的情況下,加入復合脫色劑作為改變Fe2+和Fe3+的平衡狀態(tài)的修正劑,來提高玻璃的透光性的“白度”。
 
     2、玻璃“白度”的評價方法
          
     2.1 目前國內(nèi)“白度”的評價標準
      
     任何顏色感覺都是一種由物理、生理、心理三者結(jié)合成的大腦感知結(jié)果,人的感覺是不可能測量的。白色是一種特殊顏色,通常用“白度“來表示一個物體的白色程度。一般定義光譜反射比為1(或100%)的理想完全漫射體的白度為100度,光譜反射比為0的絕對白度為0度。所以要研究提高玻璃的“白度”,必須先定量確定“白度”評價方法。透明物體尤其是玻璃評價“白度”很難,但并不是無法進行定量評價,事實上可以從色的基本屬性來評價白色的程度。
    
    通常白玻的色彩測定方式將白玻的可見光透光率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CIE顏色同等數(shù)據(jù),與主波長λD、色純度Pe和亮度Y 是相符的,因此很有價值。但是CIE顏色空間是非線性的,因此很難依據(jù)λD和Pe的允許范圍來確定白色。不僅如此,因物質(zhì)的白色會隨觀察條件和時間而變化,且因喜愛的程度等原因,很難做出統(tǒng)一定量評價。

    隨著涉及物理學、視覺生理、視覺心理、心理物理等交叉領域新興科學“色度學”理論及應用的發(fā)展,不同的應用領域?qū)Π锥扔胁煌脑u價,使用不同的白度公式。目前國內(nèi)最常用的如CIE白度W,藍光白度Wb(R457)、平均反射因素白度Wm,但是上述白度公式是否適合透明浮法玻璃的白度評價呢?為此我們制作了一系列樣品進行了試驗。

     2.2 樣品的制作
     
     樣品的制作考慮兩方面的因素,第一制作五種不同的λD、Pe和Y的A、B、C、D、E五塊玻璃樣品(20*30*8mm)。
          
    2.3 白度公式與視覺評價結(jié)果及討論
     
    人眼對光譜不同波長的顏色判別感受性是有區(qū)別的,如圖1所示。

    在圖中可以看到在495nm、600nm一帶,視覺的辨色能力很高,只要有1nm波長的改變便被察覺出來,而在430nm和650nm一帶的辨色能力很低,Δλ須達到5~6nm方能感覺出顏色的差別,因此視力正常的人在辨色能力上是有微小的差異的,但多個觀察者的平均值,其結(jié)果比較可靠。我們?yōu)榇诉x用了10名觀察者對所制作的樣品進行了目視評價。樣品最白者為5點,第二為4點,依次類推,將各樣品點數(shù)相加,得出點數(shù)最多者為最白樣品,測試結(jié)果如表1。

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