玻璃“白度”的評價方法

    隨著加工玻璃及建筑業對玻璃原板質量要求的日益提高，玻璃的“白度”成為生產者和用戶越來越關注的問題。目前，國內透明浮法玻璃氧化鐵含量大都在0.09%`0.15%之間，而國外先進玻璃生產廠其鐵含量在0.05%左右，因此我國浮法玻璃與與國外乃至合資線產品相比，差距較大。在玻璃外觀顏色上，國外玻璃外觀“白度”較高，明顯比國內浮法線好。國內透明浮法玻璃的顏色，尤其含鐵量普遍呈現偏藍綠的特征，尤其生產厚度玻璃時更為明顯。
　
    眾所周知，玻璃的顏色主要由玻璃中引入雜質氧化鐵造成的，而降低博覽成分中鐵含量將會大幅度增加玻璃的生產成本。為此，在嚴格控制低制造成本的前提下，對透明浮法玻璃進行顏色修正，是一個值得研究的課題。
　    
    當前，玻璃深加工采用合資線生產的浮法原片較多，其主要原因之一是玻璃原片中含鐵量較低，玻璃“白度”好。因此，研究開發在鐵含量不變的情況下加入特殊的“復合脫色劑”對玻璃進行脫色，增強人眼視覺評價效果，可提高浮法玻璃質量和市場競爭力，具有很重要的現實意義。

　   1、提高玻璃“白度”的方法
     透明浮法玻璃的顏色主要由于原料中氧化鐵雜質引起的，氧化鐵在透明浮法玻璃中有低價鐵離子Fe²⁺和高價鐵離子Fe³⁺兩種狀態，在Fe³⁺的3d軌道呈半充滿狀態，著色能力很弱，呈黃綠色。Fe²⁺基態光譜項的L=2，處于D態，在可見光區有一個寬廣的吸收帶，呈藍綠色。Fe²⁺是Fe³⁺著色能力的10倍左右。玻璃的顏色主要決定于二者之間的平衡狀態。由此可見，若提高玻璃的“白度”，首先必須降低配合料中的鐵含量。目前有的玻璃生產廠千方百計改善原料質量，將主要原料——砂巖、硅砂采取棒磨、水洗等措施降低其鐵含量，玻璃“白度”雖然增加，但成本提高。針對這種情況，我們決定在保持基礎鐵含量不變、低制造成本的情況下，加入復合脫色劑作為改變Fe²⁺和Fe³⁺的平衡狀態的修正劑，來提高玻璃的透光性的“白度”。
　
     2、玻璃“白度”的評價方法
          
     2.1 目前國內“白度”的評價標準
      
     任何顏色感覺都是一種由物理、生理、心理三者結合成的大腦感知結果，人的感覺是不可能測量的。白色是一種特殊顏色，通常用“白度“來表示一個物體的白色程度。一般定義光譜反射比為1（或100%）的理想完全漫射體的白度為100度，光譜反射比為0的絕對白度為0度。所以要研究提高玻璃的“白度”，必須先定量確定“白度”評價方法。透明物體尤其是玻璃評價“白度”很難，但并不是無法進行定量評價，事實上可以從色的基本屬性來評價白色的程度。
　   
    通常白玻的色彩測定方式將白玻的可見光透光率數據轉換為CIE顏色同等數據，與主波長λ_D、色純度Pe和亮度Y 是相符的，因此很有價值。但是CIE顏色空間是非線性的，因此很難依據λ_D和Pe的允許范圍來確定白色。不僅如此，因物質的白色會隨觀察條件和時間而變化，且因喜愛的程度等原因，很難做出統一定量評價。

    隨著涉及物理學、視覺生理、視覺心理、心理物理等交叉領域新興科學“色度學”理論及應用的發展，不同的應用領域對白度有不同的評價，使用不同的白度公式。目前國內最常用的如CIE白度W，藍光白度W_b（R457）、平均反射因素白度W_m，但是上述白度公式是否適合透明浮法玻璃的白度評價呢？為此我們制作了一系列樣品進行了試驗。

     2.2 樣品的制作
     
     樣品的制作考慮兩方面的因素，第一制作五種不同的λ_D、Pe和Y的A、B、C、D、E五塊玻璃樣品（20*30*8mm）。
          
    2.3 白度公式與視覺評價結果及討論
     
    人眼對光譜不同波長的顏色判別感受性是有區別的，如圖1所示。

    在圖中可以看到在495nm、600nm一帶，視覺的辨色能力很高，只要有1nm波長的改變便被察覺出來，而在430nm和650nm一帶的辨色能力很低，Δλ須達到5~6nm方能感覺出顏色的差別，因此視力正常的人在辨色能力上是有微小的差異的，但多個觀察者的平均值，其結果比較可靠。我們為此選用了10名觀察者對所制作的樣品進行了目視評價。樣品最白者為5點，第二為4點，依次類推，將各樣品點數相加，得出點數最多者為最白樣品，測試結果如表1。

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