Varför ändrar något U-format glas färg efter exponering för solljus?

Som ett mycket vanligt byggnadsdekorationsmaterial ska U-format glas, som visas i figur 1, inte bara uppfylla de olika funktioner som krävs i arkitektonisk gestaltning, utan även ha god stabilitet och hållbarhet och tål vind och sol året runt. Det blir ingen märkbar förändring.

Så varför ändrar U-format glas färg? För att få ett korrekt svar testade vi flera sorters U-format glas. Innan vi testar måste vi först klargöra följande begrepp:

1. Grundläggande begrepp
1. Orsaker till att föremål ser färgade ut
Objekt i naturen kan delas in i två kategorier: lysande föremål och icke-lysande föremål beroende på om de kan avge ljus. Icke-lysande föremål delas in i transparenta och ogenomskinliga föremål. Färgen på en ogenomskinlig kropp bestäms av den nyans den reflekterar; färgen på en transparent kropp bestäms av nyansen den sänder. U-format glas är en transparent kropp. Om vi ​​ser en bit U-format glas som ser grönt ut, beror det på att det absorberar rött och blått ljus och slutligen kommer det gröna ljuset in i våra ögonglober.

Den vanligaste ljuskällan i det dagliga livet är solen. Som vi alla vet är solspektrumet uppdelat i två delar, synligt ljus och osynligt ljus. Våglängden för synligt ljus är 380-780nm, som visas i figur 6, efter spridning är det uppdelat i sju färger: röd, orange, gul, grön, blå, blå och lila; osynligt ljus delas in i två typer, och våglängden större än rött ljus kallas infraröda strålar, som har kortare våglängder än violett ljus, kallas ultravioletta strålar. Våra ögon kan bara se synligt ljus.

Som tidigare nämnts beror färgen på ett U-glas på färgen på det synliga ljuset som överförs av U-glaset. Så, vad bestämmer färgen på synligt ljus som överförs av U-glas? Det börjar också med sammansättningen av U-glas. Glas med olika komponenter har olika färger, som vanligt glas och ultraklart glas i figur 7.

2. Sammansättning och åldringsskäl för U-glas
I industriell produktion innehåller huvudråvaran sand av U-glas en viss mängd järnelement, och järnjoner (Fe2 plus ) kommer att absorbera synligt ljus i de blå och röda banden, vilket tillåter mer grönt ljus att passera, vilket kommer att orsaka detta Det producerade U-glaset är grönaktigt. För att kompensera för inverkan av högt järninnehåll på glaset kommer vissa tillverkare att lägga till oxidationsmedel för sällsynta jordartsmetaller (ceriumdioxid) till råvarorna, men detta kommer att få glaset att se gulaktigt ut. För att syntetisera den gulgröna färgen från sällsynta jordartsmetaller måste föreningar som selen, rubidium eller mangan tillsättas, vilket kan ge lila eller lila-rött i U-glas, vilket precis kompletterar den gula tonen [1]. Efter dessa justeringar är glaset inte längre den ideala "färglösa linsen", utan uppvisar en "vit dimfärg". Även om U-glaset som produceras på detta sätt inte längre är grönaktigt, minskar det avsevärt ljustransmittansen för U-glaset, vilket gör U-glaset inte längre genomskinligt utan vitt. Det allvarligare problemet är att den sällsynta jordartsmetalloxidanten kommer att exponeras för solens ultravioletta strålar. Under verkan av exponering för solen, om det används som en byggnadsglasgardinvägg eller yttervägg, kommer U-glaset att ändra färg inom 1 till 2 år och förlora sin ursprungliga lyster. På grund av de olika graderna av solljus på byggnadens glasgardinvägg kommer färgskillnaden på samma gardinvägg att uppstå efter flera års exponering.

"Solarisering är ett fysiskt fenomen, vilket innebär att när materialet bestrålas av högenergielektromagnetiska vågor, kommer färgen att ändras. Vanliga högenergielektromagnetiska vågor inkluderar ultravioletta strålar och röntgenstrålar, och vanliga material som kommer att genomgå solarisering inkluderar glas. och plast." - Wikipedia

3. Varför ändrar inte floatglas färg?
Eftersom de flesta av byggnadens gardinväggar använder vanligt vitt flytglas, är det inte nödvändigt att tillsätta oxidanter till glasråvarorna, så det finns ingen förändring i valensen av oxidanter under inverkan av ultravioletta strålar. Ultraklart floatglas tillverkas i princip av stora floatglastillverkare och inga billiga oxidanter eller blekmedel tillsätts, så det är sällan man byter färg efter exponering. För att spara råmaterialkostnader lägger vissa U-formade glastillverkare till billiga glasblekmedel, och missfärgning av glaset är oundvikligt.

2. U glasåldringstest
För att ytterligare verifiera problemet med glasmissfärgning testade vi det U-formade glaset på marknaden. Det finns två nyckelpunkter i U-glasets åldringsexperiment i detta experiment. En är att inse exponeringseffekten genom UV-väderbeständighetstestboxen och att åldra U-glasproverna från olika tillverkare. Senare mättes transmittansen av synligt ljus av olika våglängder på varje bit U-glas.

Vi använde tre typer av U-glasprover. Utöver U-glaset som tillverkats av Appleton (märkt som ASG) jämförde vi även två U-glas tillverkat av andra U-glastillverkare på marknaden, märkta som A respektive B. Vi skar U-glaset från de tre tillverkarna i två små bitar, en del bevarades ordentligt som ett standardprov och den andra biten lades i en UV-väderbeständighetstestlåda. Efter en viss period av accelererat åldrande mättes ljustransmittansen med en fotometer och erhölls slutligen. Den kan återspegla graden av åldrande och missfärgning av U-glas.

1. UV-vittringstestkammare
Detta experiment använder en 313 lamptyp UV-vittringstestkammare, som visas i figur 9, utrustad med 2 UVB-313 ultravioletta lampor. Det kortvågiga ultravioletta ljuset som sänds ut av UVB-313-lamporna är starkare än solens ultravioletta strålar som vanligtvis bestrålar jordytan. På så sätt kan åldrandet av materialet påskyndas i största utsträckning. Mängden ultraviolett ljus som bestrålas var 24:e timme är lika med mängden ultraviolett ljus som bestrålas i utomhusmiljön under 3 månader. Analogt med bestrålade vi glaset i 480 respektive 960 timmar för att simulera 5 år och åldringsstatus för U-glas efter 10 år.

2. Shimadzu UV-Vis-NIR-spektrofotometer SolidSpec-3700/3700DUV
I detta experiment användes Shimadzu UV-Vis-NIR-spektrofotometer SolidSpec-3700/3700DUV, som visas i figur 5. Shimadzu, som världens viktigaste tillverkare av spektroskopiska instrument, utvecklade UV-Vis-IR-spektrofotometern SolidSpec{ {7}}/3700DUV med ett mycket brett testområde, och SolidSpec-3700/3700DUV använder en integrerande sfär som detektionsenhet och integrerar 3-detektion. Instrumentet är på den integrerande sfären, vilket avsevärt förbättrar mätnoggrannheten.

3. Experimentell databehandling
Efter att ha utfört 960-timmes åldringstest enligt beskrivningen ovan kan vi rita följande ljustransmittanskurva. Den blå kurvan är U-glaset som tillverkas av ASG, och de gula och grå kurvorna är U-glaset som tillverkas av två U-glastillverkare A och B.

ASG har den bästa totala ljustransmittansen, följt av A, och B är den sämsta. Samtidigt är det inte svårt att se att ljustransmittansen för det röda bandet av B-glas är betydligt lägre än för det blågröna bandet, så detta glas kommer att se uppenbart blågrönt ut.

Efter fem år av ultraviolett strålning är den totala ljustransmittansen för ASG fortfarande den bästa, och färgförändringen är också liten. U-glaset i A och B visar dock att den synliga ljustransmittansen i bandet nära lila sjunker avsevärt, vilket kommer att leda till att U-glaset missfärgas och visar en matt gulbrun färg.

Tio år senare är förändringen mer påtaglig. Ljustransmittansen för synligt ljus nära den ultravioletta våglängden faller till och med utanför diagrammet när det passerar genom U-glaset i A. På detta sätt kommer färgförändringen av U-glaset oundvikligen att bli mer uppenbar.

Vi kan lika gärna göra en datajämförelse, beräkna skillnaden i ljustransmittansfallet för varje glasbit efter åldringstestet och sedan rita upp det till en ikon, så att vi intuitivt kan se hur mycket ljustransmittansen för varje bit av glaset har förändrats jämfört med originalet efter åldring Variety.

Efter tio års åldrande liknar transmittansförändringarna för de tre U-glasen som visas i Tabell 5 de i Tabell 4, ASG har fortfarande den minsta förändringen och A har fortfarande den största förändringen. Du kanske vill rita A-korrelationskurvan i en tabell, som visas i Tabell 6. Det kan ses att ljustransmittansen för U-glaset numrerat A har sjunkit markant efter 5 års exponering, särskilt ljustransmittansen i bandet nära det lila synliga ljuset har en klippa På detta sätt kommer missfärgningen av U-glaset oundvikligen att vara mycket tydlig.

3. Experimentell sammanfattning
Sammanfattningsvis är det inte svårt att finna att den största skillnaden mellan U-glas som tillverkas av olika tillverkare är ljusgenomsläppligheten när de lämnar fabriken. U-glas av god kvalitet har hög ljusgenomsläpplighet och är kristallklart, medan U-glas av dålig kvalitet ser ut som om det är täckt med ett lager av vit dimma, och transparensen är inte idealisk. Men efter år av exponering för solljus kommer ljustransmittansen att förändras i varierande grad. Ju större värdet av förändringen är, desto mer uppenbar färgförändring på glaset. Det görs en ordentlig bedömning av glasets skick efter många år.