光致变色玻璃

在通常条件下，玻璃是透明的。光致变色玻璃在紫外线或者可见光的照射下，可产生可见光区域的光吸收，使玻璃透光度降低或者产生颜色变化，并且在光照停止后又能自动恢复到原来的透明状态。一般是在普通的玻璃成分中引入光敏剂生产光致变色玻璃。常用的普通玻璃有铝硼硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等，常用的光敏剂包括卤化银、卤化铜等。通常光敏剂以微晶状态均匀地分散在玻璃中，在日光照射下分解，降低玻璃的透光度。当玻璃在暗处时，光敏剂再度化合，恢复透明度。玻璃的着色和退色是可逆和永久的。

类型

光照射时产生吸收而变暗，照射停止后褪色复明的现象称为光致变色。具有这些性质的物质有无机物、有机物，光致变色玻璃是其中的一种。

光致变色玻璃大致有两种类型。一种是在玻璃中产生着色中心，另一种是含有感光性晶体的物质。前者是碱硅酸盐玻璃在强还原气氛下熔制获得含有大量的CdO玻璃。后者是玻璃中含有微小的卤化银(AgX)、卤化钛(TiX)、氯化镉、氯化铜(CdCl、CuCl)晶体。各个不同的暗化(着色)中心，都有暗化、褪色、劣化的特征。

制造方法

基础玻璃有硼硅酸盐、硼酸盐及铝磷酸盐。这些组成配制的配合料，经熔制均化后成形，在玻璃的软化点与转变点之间进行热处理，就会析出细小的AgX粒子，冷却后微小的AgX晶体析出。加热的温度越高，时间越长，AgX晶体尺寸越大。AgX晶体尺寸在5~15nm左右呈现光致变色，实际上玻璃中的晶体在乎均约100nm间隔中分布。含有Cl与Br的卤化物析出的AgClxHr1-x为卤化银固溶体。原料中加入微量的铜，Cu+同溶于AgX晶体中。

机理

无色透明玻璃，经紫外线或短波长的可见光照射后，在可见光区引起透过率减少(暗化或着色)，照射停止后又能恢复到原来的状态(褪色)。

当光(hv1)照到照片薄膜时。引起AgX的光分解，卤素自反应体系中逸出，生成的银原子(Ag)聚集在一起。生成胶体银(Ag)n。结果使得膜变成暗紫色。薄膜乳剂中的明胶为AgX的载体，又是卤素的收容体，反应为不可逆反应。与此相比，为了使反应成为可逆的，光致变色玻璃中的AgX晶体因其被不透过性玻璃将其包围住。AgX晶体中的微量Cu+起空穴俘获中心的作用，生成Ag(银原子)。由于反应生成的Cu2+成为电子俘获中心，Ag(银原子)又返回到Ag+状态。暗化在光照射后微秒间就开始，随着照射光量的增加而变深。温度越高褪色越快。相同暗化标准的玻璃在一定温度下放置，用强光在短时间使玻璃暗化的方法，褪色也越快。长波长的光(hv2)照射引起的褪色(光褪色)，有两个色性的褪色过程，一是由偏光引起，另一种是由光学异向性引起。

影响因素

光致变色是由AgX晶体产生的，而表面的这些特性，AgX晶体以外的成分影响比较大。其一是热处理析出最适合尺寸的AgX晶体，其二是AgX晶体中银的状态，AgX晶体中固溶的微量成分，特别是Cu+的分布状态，固量对其的影响。

(a)碱的效果非常大，暗化速度、褪色速度比较大的玻璃，容易由含多种碱的玻璃制得。

(b)碱的比例大时，饱和暗化程度增加，半褪色时间变长。

(c)CdO的作用很复杂，少量时暗化程度增加，添加量增加则暗化速度、褪色速度会显著地减小。

(d)增感剂用CuS代替CuO时，可制备易暗化玻璃。

(e)原料中铜的浓度及X/Ag低时，AgX中掺杂的Cu+浓度低，温度对暗化影响就小。

(f)析出晶体的感光程度按AgCl、AgBr、AgI的顺序增加，有效波长的感光向长波长方向延伸。

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