設(shè)為首頁
第一幕墻網(wǎng) -> 甲方視角 -> 材料知識

玻璃“白度”的評價方法

2010-06-18 09:53:37 作者: 來源: 我要評論1

第一幕墻網(wǎng)

  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(guān)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(lán)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(yán)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(dāng)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(fù)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(lán)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(chǔ)鐵含量不變、低制造成本的情況下,加入復(fù)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(biāo)準(zhǔn)

  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(xué)、視覺生理、視覺心理、心理物理等交叉領(lǐng)域新興科學(xué)“色度學(xué)”理論及應(yīng)用的發(fā)展,不同的應(yīng)用領(lǐng)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(lán)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。

  將上述樣品進行CIE色度測試,并采用CIE推薦的甘茨(Gans)白度公式

  WG,10=Y10-800x10-1700y10+813.7

  及亨特(hunter)白度公式

  WH=100-[(100-L)2+a2+b2]1/2

  進行了計算,結(jié)果列于表2。

  從表中看出采用Ganshe和Hunter白度公式很難與目視結(jié)果相一致。故對透明玻璃需要新的白度公式來評價。

  2.4 透明玻璃白度公式的選用與測試結(jié)果建立符合心理、物理的白度計算公式應(yīng)滿足以下條件:   

 。1)在系列白度樣品的對比中,要使得計算的白度值與觀察者的平均目視評價結(jié)果相符或相近。

 。2)采用CIE推薦的照明和觀察條件。

 。3)公式對普通透明浮法玻璃低白度也能測量。

  根據(jù)上述條件,建立白度公式的步驟為:

  通過查閱大量國內(nèi)外文獻,并進行了大量測試工作,經(jīng)過擬合證實,我們認(rèn)為Simmingskold&jonsson的F公式較為適宜玻璃“白度”的測定。 

  F={900[(x"-x"0)2+(y"-y"0)2]+[(1-y/100)/2]2}0.5-0.04

  F為無色因素越低表示玻璃“白度”越好。

  根據(jù)測試結(jié)果,我們認(rèn)為將光源C改變目前常用的光源D65,更能接近觀測者排序。

  經(jīng)改變后的公式

  F={900[(x-x0)2+(y-y0)2]+[(1-y/100)/2]2}0.5-0.04

  式中x0=0.3138,y=0.3310

  x=X/X+Y+Z

  Y=Y/X+Y+Z

  X、Y、Z為CIE色品坐標(biāo)。

  舉例:某樣品X=79.17,Y=84.99,Z=90.43分別代入式(2)、(3)中將x=0.3810,y=0.338,將x、y、z、x0、y0值代入式(1)中得F=0.1405,根據(jù)上述計算方法將A、B、C、D、E樣品進行計算。測試結(jié)果與目視結(jié)果如表3。從表3可以看出F白度公式基本與觀測者評價相符,為此選用該公式作為玻璃“白度”的定量評價標(biāo)準(zhǔn)。

  3 應(yīng)用

  通過實驗室小試研究中試實驗,在中國耀華玻璃集團股份公司500t/d浮法線首家采用復(fù)合脫色劑,對玻璃進行脫色,效果良好。玻璃透光率提高,玻璃“白度”公式進行定量評價,結(jié)果如表4。

  4 結(jié)論     

 。1)對平板玻璃玻璃“白度”評價方法是適宜的。

 。2)玻璃“白度”定量評價可進一步提高浮法玻璃質(zhì)量控制水平。

我要評論網(wǎng)友評論僅供其表達個人看法,并不表明第一幕墻網(wǎng)同意其觀點或證實其描述。
賬號:密碼:注冊忘記密碼?
第一幕墻網(wǎng)免責(zé)聲明:本網(wǎng)凡注明出處為“第一幕墻網(wǎng)”的所有稿件,版權(quán)均屬第一幕墻網(wǎng)所有,未經(jīng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載。如需轉(zhuǎn)載,請與0755-83785645聯(lián)系授權(quán)事宜;轉(zhuǎn)載請務(wù)必注明稿件來源:"第一幕墻網(wǎng)"。本網(wǎng)未注明出處的,均從互聯(lián)網(wǎng)收集,是出于傳遞更多信息之目的,并不意味著贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性。如轉(zhuǎn)載稿件涉及版權(quán)等問題,請及時來電或來函與第一幕墻網(wǎng)聯(lián)系。