在通常條件下，玻璃是透明的。光致變色玻璃在紫外線或者可見光的照射下，可產生可見光區域的光吸收，使玻璃透光度降低或者產生顏色變化，並且在光照停止後又能自動恢復到原來的透明狀態。一般是在普通的玻璃成分中引入光敏劑生產光致變色玻璃。常用的普通玻璃有鋁硼矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃等，常用的光敏劑包括鹵化銀、鹵化銅等。通常光敏劑以微晶狀態均勻地分散在玻璃中，在日光照射下分解，降低玻璃的透光度。當玻璃在暗處時，光敏劑再度化合，恢復透明度。玻璃的著色和退色是可逆和永久的。
光致變色玻璃的裝飾特性是玻璃的顏色和透光度隨日照強度自動變化。日照強度高，玻璃的顏色深，透光度低；反之，日照強度低，玻璃的顏色淺，透光度高。用光致變色玻璃裝飾建築，既能使得室內光線柔和，色彩多變，又能使得建築色彩斑斕，變幻莫測，與建築的日照環境協調一致。一般用於建築物門窗、幕牆等。
基本介紹
- 中文名：光致變色玻璃
- 外文名：Photochromic glass
- 製作原理：在普通的玻璃成分中引入光敏劑
- 常用的光敏劑：鹵化銀、鹵化銅等
- 裝飾特性：是玻璃的顏色隨日照強度變化
- 作用：裝飾建築
類型,製造方法,機理,影響因素,
類型
光照射時產生吸收而變暗，照射停止後褪色復明的現象稱為光致變色。具有這些性質的物質有無機物、有機物，光致變色玻璃是其中的一種。
光致變色玻璃大致有兩種類型。一種是在玻璃中產生著色中心，另一種是含有感光性晶體的物質。前者是鹼矽酸鹽玻璃在強還原氣氛下熔制獲得含有大量的CdO玻璃。後者是玻璃中含有微小的鹵化銀(AgX)、 鹵化鈦(TiX)、氯化鎘、氯化銅(CdCl、CuCl)晶體。各個不同的暗化(著色)中心，都有暗化、褪色、劣化的特徵。
製造方法
基礎玻璃有硼矽酸鹽、硼酸鹽及鋁磷酸鹽。這些組成配製的配合料，經熔制均化後成形，在玻璃的軟化點與轉變點之間進行熱處理，就會析出細小的AgX粒子，冷卻後微小的AgX晶體析出。加熱的溫度越高，時間越長，AgX晶體尺寸越大。AgX晶體尺寸在5~15nm左右呈現光致變色，實際上玻璃中的晶體在乎均約100nm間隔中分布。含有Cl與Br的鹵化物析出的AgClxHr1-x為鹵化銀固溶體。原料中加入微量的銅，Cu+同溶於AgX晶體中。
機理
無色透明玻璃，經紫外線或短波長的可見光照射後，在可見光區引起透過率減少(暗化或著色)，照射停止後又能恢復到原來的狀態(褪色)。
當光(hv1)照到照片薄膜時。引起AgX的光分解，鹵素自反應體系中逸出，生成的銀原子(Ag)聚集在一起。生成膠體銀(Ag)n。結果使得膜變成暗紫色。薄膜乳劑中的明膠為AgX的載體，又是鹵素的收容體，反應為不可逆反應。與此相比，為了使反應成為可逆的，光致變色玻璃中的AgX晶體因其被不透過性玻璃將其包圍住。AgX晶體中的微量Cu+起空穴俘獲中心的作用，生成Ag(銀原子)。由於反應生成的Cu2+成為電子俘獲中心，Ag(銀原子)又返回到Ag+狀態。暗化在光照射後微秒間就開始，隨著照射光量的增加而變深。溫度越高褪色越快。相同暗化標準的玻璃在一定溫度下放置，用強光在短時間使玻璃暗化的方法，褪色也越快。長波長的光(hv2)照射引起的褪色(光褪色)，有兩個色性的褪色過程，一是由偏光引起，另一種是由光學異向性引起。
影響因素
光致變色是由AgX晶體產生的，而表面的這些特性，AgX晶體以外的成分影響比較大。其一是熱處理析出最適合尺寸的AgX晶體，其二是AgX晶體中銀的狀態，AgX晶體中固溶的微量成分，特別是Cu+的分布狀態，固量對其的影響。
(a)鹼的效果非常大，暗化速度、褪色速度比較大的玻璃，容易由含多種鹼的玻璃製得。
(b)鹼的比例大時，飽和暗化程度增加，半褪色時間變長。
(c)CdO的作用很複雜，少量時暗化程度增加，添加量增加則暗化速度、褪色速度會顯著地減小。
(d)增感劑用CuS代替CuO時，可製備易暗化玻璃。
(e)原料中銅的濃度及X/Ag低時，AgX中摻雜的Cu+濃度低，溫度對暗化影響就小。
(f)析出晶體的感光程度按AgCl、AgBr、AgI的順序增加，有效波長的感光向長波長方向延伸。
