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根治绿色琉璃瓦釉面变色“顽疾” 重在推本溯源“对症下药”

近几年来,绿色琉璃瓦虽以其独特的外观美在我国仿古建筑及园林建筑中被广泛运用,但随着琉璃瓦使用年限的不断增长,也不可避免地会出现釉面粗糙、变色的现象,进而严重影响了琉璃瓦建筑的审美价值。为此,文章特对绿色琉璃瓦呈色及变色机理进行了细致地探讨,希望能为绿色琉璃瓦日后的生产制造起到有益的指导作用。


绿色琉璃瓦


PART.1:绿色琉璃瓦釉面的呈色机理

绿色琉璃瓦釉面一般是用铅釉加氧化铜为着色剂制成的,本实验的研究对象亦即二价铜离子着色的彩色铅釉。氧化铜极易溶于铅釉中产生透明的绿色,其呈色机理是:二价铜离子,在3d轨道上有9个电子,所以电子容易在3d轨道上发生跃迁,在可见光区域内吸收红光部分的光,使釉或玻璃呈现蓝色或绿色,Cu2+在铅玻璃中呈绿色。


绿色琉璃瓦


铜元素在玻璃中可能存在的价态有三种:一种是二价Cu2+;一种是一价Cu+,还有一种是零价,即金属铜。这三种价态的鳃元素在铅玻璃中呈现不同的颜色,即,Cu2+呈绿色,Cu+无色,而在玻璃中呈胶体状态的Cu0,则呈红色。铜的这三种价态的形成,与形成玻璃过程中的气氛,玻璃组成等有夫,而玻璃一旦形成,铜元素便以已经形成的价态固定在玻璃中,从而显示特定的颜色。绿色琉璃瓦釉面即是二价铜离子的在铅玻璃中的呈色。


绿色琉璃瓦


PART.2:绿色琉璃瓦琉璃釉的变色机理

在了解了绿色琉璃瓦釉面的呈色机理后。我们很容易了解,绿色琉璃釉常温下,在大气中的变色并不是由干着色离子本身专生化学变化引起的,因为在釉层玻璃中存在的二价铜离子,在常温下很稳定,即便与其已物质发生反应,也是以Cu2+的形式进行的。通过分析,我们发现,绿色琉璃瓦釉面变色的重要原因是由于釉层表面长期处于室外环境,被大气中的水汽、二氧化碳,及雨水,特别是由于大气污染造成的酸雨侵蚀所致。

由相关实践数据可知道,经过长期侵蚀已经变色的璃璃瓦,釉面铅溶出量比同种产品新样品的铅溶出量要小得多。这可能是因为经长期侵蚀后,釉层玻璃表面的可溶出的铅已经大部分溶出,并且由于牢固地吸附了一层尘埃,对内部铅的溶出起到了特定的阻碍作用。

既然铅溶出量的大小直接影响到绿色琉璃瓦釉面的耐侵蚀能力,进而影响到绿色琉璃釉釉面变色问题,所以控制琉璃釉有较低的铅溶出量,就可以从根本上解决琉璃瓦在使用过程中的变色问题。实验证实,经过调整绿色琉璃釉配方,使釉面铅溶出量大大降低,便可以缓解釉面的变色问题,从而延长琉璃瓦的使用寿命。


通过对绿色琉璃瓦呈色及变色机理的简要探讨,发现琉璃瓦变色主要是由于釉面受雨水及大气中水分侵蚀所致,所以要想彻底解决琉璃瓦变色的问题,提高琉璃瓦釉面的耐侵蚀性能乃相关人士首要面对且解决的一个问题。


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