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重金屬元素與彩色玻璃成色關係

重金屬元素是構成彩色玻璃的要件,而在製作玻璃時加入不同的重金屬元素,能讓玻璃呈現出不同色彩,我們就由玻璃製造過程中,順便看看重金屬元素與彩色玻璃的色彩對照吧!

 

一、玻璃的原料:無論是哪種玻璃製品,通常原料包含下列三種

(一)主原料:玻璃的主要原料是二氧化矽(為石英砂的主要成分)

 

(二)助熔劑:使原料能在較低溫的狀態依舊維持熔化,助熔劑通常為碳酸鈉或碳酸鉀,一般來說,助熔劑在玻璃混合物中包含比例不超過30%

(三)穩定劑:讓玻璃分子不會輕易粉碎、溶解,或是形成不想要的結晶狀,常見的穩定劑為氧化鈣

(四)若要上色,則另外加入上色的金屬元素或物質,最後,將混合物放在窯爐中以超高溫加熱(約2400˚F,也就是1315.6 °C),形成具有黏性的液態狀

(五)製作平面玻璃的話,通常會將液態玻璃放置含有錫床的機器內,使其攤平拉直,最後經由冷卻裝置成形

 

 

二、玻璃的成色:欲使玻璃具有色彩,在玻璃混合物中須添加上色物質

(一)由於石英砂中多少含有鐵或銅雜質,若不是純石英砂的話,製作出來的玻璃會帶著淡淡的綠、青色或黃色;如果要使玻璃呈現透明無色的狀態,就必須加入互為補色的氧化金屬(通常為硝酸鈉或氧化錳),這個過程稱為「脫色」

(二)當然,在製作玻璃前,也可以替玻璃上色,而一般使用於玻璃上色的物質包含以下幾種:

  1、溶解於玻璃中的金屬氧化物構成顏色,如氧化鐵、氧化錳、氧化鈷、氧化鎳、氧化銅、氧化鉻…等

  2、金屬元素成膠狀懸浮於玻璃表面,形成上色效果,如紅色玻璃中之金質、銅質,黃色玻璃中之銀質、硫黃質,綠色玻璃中之鉻質,黑色玻璃中之碳質,粉紅玻璃中之硒質

  3、混合於玻璃中的不溶解物質,如乳白玻璃中之氧化錫,金星閃爍玻璃中之銅質或鉻質

  4、玻璃中之乳白成分,如乳白玻璃中之生石灰(磷酸鈣)成分

  5、使玻璃因失透而成雲狀之色,如乳白玻璃中加入冰晶石(作為浮白劑之用)

(三)常見的重金屬元素與形成的彩色玻璃顏色大致有下列幾類:

重 金 屬 元 素 名 稱 形成之顏色
氧化鐵 (Iron Oxides) 綠色、茶色
氧化錳 (Manganese Oxides) 深琥珀色、紫色
氧化鈷 (Cobalt Oxides) 深藍色
黃金氯化物 (Gold Chloride) 寶石紅
硒化合物 (Selenium Compounds) 紅色
碳化合物 (Carbon Oxides) 琥珀色、茶色
錳鈷鐵混合物 (Mix of Manganese, Cobalt, Iron) 黑色
氧化銻 (Antimony Oxides) 白色
氧化鈾 (Uranium Oxides) 黃色、綠色
硫化合物 (Sulfur Compounds) 琥珀色、茶色
銅化合物 (Copper Compounds) 淺藍色、紅色
錫化合物 (Tin Compunds) 白色
鉛及銻混合物 (Lead with Antimony) 黃色
黃金與錳氧化物 (Manganese Auric Oxides) 粉紅色
氧化鉻 (Charomium Oxides) 深綠色
鉻酸鋇及銅混合物 (Barium Chromate, Copper) 橙色
硫與鎘化合物 (Cadmium Sulfide)  黃色
氧化鎳 (Nickel Oxides)  紫色
氧化砷 (Arsenic Oxides) 綠色

 

 

(以上內容參考wikiHow、新竹玻璃工藝博物館與三榮彩色鑲嵌玻璃教室)