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玻璃的色彩是怎么来的?

 我家住在瘦狗岭 2018-06-05

颜色是玻璃物体最明显的属性,同是也是最有趣和最美丽的特性之一。有时,颜色直接决定了一个玻璃物体的用途。但是,这些彩色玻璃都是怎么做成的呢?


深蓝色的玻璃碗

彩色玻璃的配方

最早制造玻璃的人对它的颜色并没有控制权。后来,通过不断的实验,玻璃生产商在玻璃熔体中加入一定的物质,才产生了美丽的颜色,另一方面,如果在玻璃熔体中加入另外一些物质,还能去除某些颜色。

埃及人和美索不达米亚人都是彩色玻璃生产专家。公元八世纪,一位名叫贾比尔·伊本·哈扬的波斯化学家意识到金属氧化物是制造彩色玻璃的关键成分,并记录下了几十个专门生产特定颜色玻璃的公式。

自从人们发现了彩色玻璃生产的方法,相关的试验就如雨后春笋般展开了。但早期的玻璃制品主要是一些小杯子、瓶子和装饰品。最早给玻璃工匠提供支持的是宗教组织,在1000多年前,教堂、清真寺和其他宗教建筑中的彩色玻璃窗十分受欢迎。这在一定程度上促进了人们对彩色玻璃的试验和研究。

古埃及的玻璃制造工匠。早在公元前3500年,第一个真正的玻璃制品就在美索不达米亚和古埃及被制造出来。

大教堂的彩色玻璃窗

大教堂的彩色玻璃窗

各种颜色的玻璃瓶


颜色的持续时间

然而,另一个问题出现了。许多玻璃的颜色并不能抵御年复一年的阳光直射,而逐渐出现了褪色现象,有些颜色随时间而变暗,而有些颜色则消失了。

红色是彩色玻璃窗中一种非常重要的颜色,特别容易褪色。许多国家的艺术家们都在努力寻找一种能够长久不褪色的红色玻璃。后来,他们找到了解决问题的办法——往玻璃中加入少量的黄金。当然,这大大增加了玻璃的成本。即使在今天,如果你买了一个红色的玻璃板,它的价钱仍然会比其他颜色的玻璃要贵一些。

红色玻璃碗

红色玻璃杯


用于制造彩色玻璃的金属

制造彩色玻璃的方法通常是加入一定量的金属元素,主要是一些粉末状的金属氧化物、硫化物或其他化合物。下面的表格列出了一些玻璃的着色剂和它们所产生的颜色。也列出了二氧化锰和硝酸钠,它们是脱色剂材料——用以中和玻璃中的杂质所带来的颜色。 


硫化镉

氯化金

氧化钴

蓝紫色

二氧化锰

氧化镍

紫罗兰色

硫磺

黄琥珀

氧化铬

翠绿色

铀氧化物

荧光黄,绿色

氧化铁

绿色,棕色

氧化硒

碳氧化物琥珀色

碳氧化物琥珀色

氧化锑

铜的化合物

蓝色,绿色,红色

锡的化合物

铅的化合物

二氧化锰

脱色剂

硝酸钠

脱色剂


彩灯,在20世纪早期就已经发明了这种五彩缤纷的圣诞彩灯。

彩色玻璃灯


人工仿制的宝石,它们的颜色可以有化学家精确地控制和制造。


广为人知的玻璃颜色

有些彩色玻璃广为人知,最好的例子就是“钴蓝”,这是在玻璃熔体中加入了钴氧化物。“凡士林玻璃”是一种古老的特殊玻璃,能在紫外光的照射下发出绿色荧光,这种玻璃通常也叫铀玻璃,是在熔化的玻璃中加入氧化铀而制成。在自然光和室内光线的照射下,凡士林玻璃呈现出黄色或黄绿色,比较有油感,这也是凡士林玻璃名称的由来。“硒红宝石”玻璃是硒氧化物制成的红色玻璃,“埃及蓝”则是加入了铜而制成的蓝色玻璃。

钴蓝颜料

钴蓝瓷器

钴蓝玻璃


凡士林玻璃

“硒红宝石”玻璃

“埃及蓝”颜料

“埃及蓝”陶瓷制品(公元前1380~1300年)


矿物:彩色玻璃的关键

用于制造彩色玻璃的氧化物、硫化物和其它金属化合物的来源都是矿物。这些矿物被人们开采出来,经过加工和提炼,然后才能用于做成着色剂。从这个意义上说,玻璃的美丽还是来源于我们的地球。

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作者:金伯利·泰特(Kimberly Tait)博士

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