有色光学玻璃又称为滤光玻璃，是指对特定波长的光（可见、不可见），具有选择性吸收或透过性能的光学玻璃。有色光学玻璃是重要的色影显示材料，在照相机、电影、电视、光学仪器等领域中都有广泛应用。稀土元素加入玻璃中，一般是作为改变透光率或调整折射或色散指标的着色剂和脱色剂。有色光学玻璃中着色离子的价电子在不同能级（基态和激发态）之间的跃迁引起选择性光吸收，从而呈现出不同的颜色。稀土离子中La 3＋和Lu 3＋分别具有0和14个4f电子，是无色离子；具有7个4f电子的Gd 3＋离子性质稳定，难以激发，因此呈现为无色；具有1个和13个4f电子的Ce 3＋和Yb 3＋由于接近f 0和f 14，也为无色的，其他的稀土离子都是有色的。稀土离子的4f轨道收到5s、5p层的屏蔽，与原子核结合较好，因此ff激发能受到的外场影响较小。它们对可见光的吸收峰形尖锐且几乎不受外界影响。采用稀土离子进行着色的玻璃重现性好，不随熔炼气氛的变化而改变，玻璃色调正，透光性好，光泽强，是其他普通离子和胶体着色剂所不能及的。Ce 3＋和Ce 4＋均为无色离子，含铈玻璃的着色是由形成其他金属的铈酸盐而造成的。例如，铈及钛的混合氧化物形成铈酸钛而使玻璃呈黄色；铈与锰和钛的氧化物使玻璃呈橙黄色；钾玻璃中含有少量的氧化铜和铈酸钛，使玻璃变为蓝宝石色。CeO 2的含量为1％及以上时，玻璃可以呈现褐色，采用铈和钛的化合物制造滤光片，能使玻璃产生不怕热的黄色、橙色或棕色。用含有2％～3％CeO 2、3％～4％TiO 2、0～0.3％CuO及0～0.45％V 2O 5组分，可制得金黄色和绿色的玻璃。Ce 3＋的吸收峰在310nm附近，可利用其吸收特性制作隔断紫外线的照相卷盒和眼镜片等。用紫红色纯的Nd 2O 3染成鲜红色的玻璃可用于航行仪表上，Nd 2O 3与硒和氧化锰结合，使玻璃呈现明暗变化的丁香色。钕玻璃成分中加入氧化锰成紫色，加金属硒呈玫瑰色，用含1％～3％氧化钕、0～0.1％氧化锰和0～0.5％硒的配方，可以制成红紫-玫瑰色、丁香色和丁香玫瑰色。Nd 2O 3在玻璃中稳定，温度、介质、时间对玻璃颜色均无影响。其他的稀土玻璃如氧化镨呈黑褐色，氧化铕呈橙红色，氧化铒呈粉红色等。稀土离子具有复杂的吸收光谱，使它们的颜色在不同的灯光下变化多端，再加上玻璃制品的厚度不同和多变的外形，呈现出不同色彩，此独特的双色效应是稀土有色玻璃的重要特点。例如Nd 3＋离子在590nm处有一个强的特征吸收带，使玻璃呈现出紫红色，该吸收带明显分为蓝色区域和红色区域，在可见光区其他一些谱带也具有一定的吸收，因此随着光照的不同，玻璃的颜色表现为双色性。这种特性可应用在晶质玻璃中，也可用以提高CRT（显像管）的画面对比度。在铅硅玻璃中引入二氧化铈并在氧化气氛中进行熔制，可制得无色吸收紫外线玻璃，这种玻璃可以完全吸收360nm以下的紫外线，而可见光可以全部透过，主要用于照相、电影、电视摄影、文物保护等方面。在钠钙硅玻璃组分中加入氧化铈、氧化钴和硒粉，制成略带粉红色的天文滤光片，可吸收紫外线及部分蓝色光和绿光，应用于彩色摄影中。
平台首页
数字矿山
智能工厂
数据中心
数字科研
供应链协同
