[產(chǎn)品庫(kù)]主題： 輻射玻璃的著色機(jī)理及防止染色的辦 ... 發(fā)布者： 防輻射鉛玻璃廠家
09/18/2017
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輻射玻璃的著色機(jī)理及防止染色的辦法
玻璃材料結(jié)構(gòu)中存在的各種缺陷在高能射線和粒子的輻射和轟擊下，易產(chǎn)生一定量的自由電子和空穴，這些自由電子和空穴與玻璃中的缺陷相結(jié)合，形成吸收光線的“色心”，使玻璃變成褐色甚至黑色，大幅降低玻璃的透過(guò)率。
射線防護(hù)鉛玻璃廠家指出，選用鋰鋁硅玻璃為基本組成，引入耐輻照穩(wěn)定劑以阻礙和減少“色心”的形成，提高了玻璃的輻照穩(wěn)定性。耐輻射玻璃機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐熱沖擊性能優(yōu)良、適于進(jìn)行玻璃增強(qiáng)處理。可作為耐輻照透明材料，如太陽(yáng)能電池耐輻照玻璃蓋片，射線管、罩等。在航天、國(guó)防等領(lǐng)域極具應(yīng)用價(jià)值。
耐輻射玻璃的著色機(jī)理和耐輻射機(jī)理：
1) 輻射引起玻璃染色的機(jī)理。
大部分玻璃在γ射線、中子、a 和日粒子射線的作用下染色。染色的特性和深度與玻璃的組成和輻射劑量有關(guān)。由于a 和日粒子帶有電荷，所以在玻璃中穿透深度很小，只引起玻璃表面薄層染色。而γ射線和中子則能穿透很厚的玻璃并使其全程染色。對(duì)于γ射線來(lái)說(shuō)，隨著γ光子能至的不同，它與玻璃的作用也以不同的方式進(jìn)行。 當(dāng)能量小于0.5兆電子伏的γ射線照射玻璃時(shí)，產(chǎn)生光電效應(yīng)。這時(shí)，γ光子同玻璃中原子的束縛電子碰撞并將電子打出，而光子把能量傳給電子變成其動(dòng)能。在能量為0.5到4.7兆電子伏的γ射線照射玻璃時(shí)，則產(chǎn)生康普頓效應(yīng)。這時(shí)，光子將自己的一部分能量傳給束縛電子，使其激發(fā)到更高的能級(jí)或游離出去，而γ光子的頻率則更低。此后，它還能繼續(xù)激發(fā)電子。在更離的能量時(shí)，γ光子同玻璃（防輻射鉛玻璃）中原子作用，產(chǎn)生正、負(fù)電子偶。其正電子很快就同玻璐中的電子合并，而產(chǎn)生兩個(gè)具有較低能量的光子。這樣，高能γ光子就轉(zhuǎn)化成了快速電子和較低能量的γ光子，這種γ光子又能激發(fā)束縛電子并使產(chǎn)生自由電子，而快速電子又能使玻璃中的原子電離。
總之，γ輻射對(duì)玻璃的作用都導(dǎo)致自由電子的形成和束縛電子的激發(fā)。中子同玻璃的作用，主要是同原子核的作用，而同電子之間并無(wú)顯著作用。在慢中子同玻璃組成元索的原子核作用而放出丫光子或核粒子時(shí)，核的推斥力引起它的位移，并使其路程上的其它核也產(chǎn)生位移. ，這樣就使綱絡(luò)斷鍵并出現(xiàn)空位。所產(chǎn)生的γ光子和次級(jí)核粒子同原子中電子交互作用，又引起大量的自由電子和激發(fā)電子的產(chǎn)生。在放攝性輻射和中子的作用下，在玻璃中產(chǎn)生的高能自由電子能夠被存在于玻璃中的帶正電的離子捕獲，此時(shí)離子就恢復(fù)成原子。例如Si 4++ 4 e-=Si。如果自由電子占據(jù)玻璃中綱絡(luò)結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣的空位(負(fù)離子缺位) ，就形成新的色中心，就能在可見(jiàn)光區(qū)域產(chǎn)生新的吸收帶。故輻射在玻璃中產(chǎn)生的自由電子，引起一些元素離子還原及新色中心的形成，是玻璃染色發(fā)黑的根本原因。在強(qiáng)輻射的作用下，玻璃中原子核的位移可導(dǎo)致綱絡(luò)結(jié)構(gòu)空位的形成，化合物遭破壞，原有鍵的斷裂和新鍵的形成。致使玻璃破壞變質(zhì)。玻璃的輻射染色是一個(gè)可逆過(guò)程。輻射染色的玻璃可用加熱至接近軟化溫度或用太陽(yáng)光及燈光照射使其完全退色。實(shí)際上，用加熱的辦法要比光照的辦法快得多。一般說(shuō)來(lái)，玻璃的染色深度隨照射劑量的增大而增加。而對(duì)每一種玻璐都有一個(gè)照射劑t 值，超過(guò)這個(gè)劑量時(shí)，再增大劑量并不引起染色深度的增加，也就是達(dá)到了一個(gè)飽和值。這是由于染色速率等于自發(fā)退色速率所致。
2.) 防止玻璃染色的辦法和機(jī)理：
當(dāng)玻璃（核電站鉛玻璃）中存在有多價(jià)離子時(shí)，輻射引起的自由電子首先與離子反應(yīng)，使其價(jià)態(tài)改變，而不引起色中心的建立。例如在玻璃中含有Ce4+，As3+,Sb3+,Pb2+,Cr3+,Mn4+和Fr3+等離子時(shí)，有防止輻射染色的作用。 Ce4+，As3+,Sb3+和Pb2+本身及其價(jià)態(tài)的改變都是無(wú)色的。而Cr3+,Mn4+和Fr3+因本身著色，故在光學(xué)玻璃中不能采用。
目前在防止玻璃輻射著色中，效果至好至常用Ce4+。Ce4+接受電子而變成三價(jià)的Ce3+。Ce 4++e-= Ce4+
由于Ce 4+與Ce 3+在可見(jiàn)光區(qū)域無(wú)吸收峰，只在紫外區(qū)有吸收。故其價(jià)態(tài)改變不引起顏色的變化。采用鈰化物防止玻璃變色，至早在1925和1926年就巳提出。后來(lái)也主要的是用缽作為光學(xué)玻璃的輻射穩(wěn)定劑，光學(xué)玻璃的耐輻射性能與玻璃的基本組成、鈰的含量、鈰的加入方式、熔化玻璃的氣氛以及工藝因素有關(guān)。
我司產(chǎn)品：
進(jìn)口鉛玻璃 http://www.shjhbl.cn/
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最后更新: 2017-09-18 14:58:12
上海晶滬特種玻璃廠專業(yè)從事輻射防護(hù)器材研發(fā)、生產(chǎn)制造、銷售安裝于一體的綜合性企業(yè)，產(chǎn)品涵蓋醫(yī)用鉛玻璃、防輻射鉛玻璃、核電站鉛玻璃、射線防護(hù)鉛玻璃及防護(hù)器材等產(chǎn)品。
