Sooda-kalkkilasin värinmuodostukseen vaikuttavat tekijät

Abstract

Tämä opinnäytetyö käsittelee sooda-kalkkilasin värinmuodostajia, värinmuodostukseen vaikuttavia tekijöitä sekä niiden mahdollisia vaikutuksia lasin mekaanisiin ominaisuuksiin. Värin muodostuminen perustuu pääosin siirtymämetallien yhdisteisiin sekä metalli-ionien hapetusasteisiin, joita säätelevät lasin hapetus-pelkistys olosuhteet. Yleisesti käytettyjä siirtymämetalleja värinmuodostuksessa ovat kupari (Cu), kromi (Cr), nikkeli (Ni), mangaani (Mn), koboltti (Co), titaani (Ti), rauta (Fe), neodyymi (Nd), sekä metallinen seleeni (Se). Erityisesti raudan eri hapetusmuodot sekä mangaanin kolmenarvoinen muoto vaikuttavat merkittävästi lasin väriin.

Värinmuodostukseen vaikuttavia tekijöitä ovat selkeytysaineet kuten arseeni (As), antimoni (Sb) ja cerium (Ce), joilla voidaan muokata värin muodostumista. Lasin väri määräytyy pääosin siirtymämetallin hapetusasteiden, koordinaatiolukujen ja hapetus-pelkistysolosuhteiden perusteella. Mangaanin kolmenarvoinen muoto (Mn3+) tuottaa voimakkaamman violetin sävyn. Selkeytysaineet, kuten ceriumoksidi vahvistaa värin syntyä, kun taas antimonioksidia ja arseenioksidi pelkistävät mangaania ja heikentävät sitä.

Mangaanidioksidin MnO₂ lisääminen lasisulaan tiettyyn määrään asti parantaa lasinmuodostuskykyä, nostaa lasinsiirtymän lämpötiloja sekä lisää lasin lämmönkestävyyttä.

Työ tehtiin yhteistyössä Iittalan lasitehtaan kanssa.