Coloration du verre et marquage de couleur - Glass coloring and color marking
La coloration du verre et le marquage de couleur peuvent être obtenus de plusieurs manières.
- par l'ajout d' ions colorants ,
- par précipitation de colloïdes de taille nanométrique ( verres dits frappants tels que "rubis d'or" ou "rubis de sélénium" rouges),
- par inclusions colorées (comme dans le verre de lait et le verre fumé )
- par diffusion de la lumière (comme dans le verre à séparation de phase )
- par des revêtements dichroïques (voir verre dichroïque ), ou
- par des revêtements colorés
Ions colorants
Le verre sodocalcique ordinaire apparaît incolore à l'œil nu lorsqu'il est mince, bien que les impuretés d'oxyde de fer produisent une teinte verte qui peut être vue en morceaux épais ou à l'aide d'instruments scientifiques. D'autres métaux et oxydes métalliques peuvent être ajoutés au verre pendant sa fabrication pour changer sa couleur, ce qui peut améliorer son attrait esthétique. Des exemples de ces additifs sont énumérés ci-dessous:
- L'oxyde de fer (II) peut être ajouté au verre, ce qui donne un verre vert bleuâtre qui est fréquemment utilisé dans les bouteilles de bière. Associé au chrome, il donne une couleur verte plus riche, utilisée pour les bouteilles de vin .
- Le soufre , associé aux sels de carbone et de fer, est utilisé pour former des polysulfures de fer et produire du verre ambré allant du jaunâtre au presque noir. Dans les verres borosilicatés riches en bore, le soufre confère une couleur bleue. Avec du calcium, il donne une couleur jaune foncé.
- Le manganèse peut être ajouté en petites quantités pour éliminer la teinte verte donnée par le fer, ou à des concentrations plus élevées pour donner au verre une couleur améthyste . Le manganèse est l'un des plus anciens additifs pour le verre et le verre de manganèse violet était utilisé depuis le début de l'histoire égyptienne.
- Le dioxyde de manganèse , qui est noir , est utilisé pour éliminer la couleur verte du verre; dans un processus très lent, il est converti en permanganate de sodium , un composé violet foncé . En Nouvelle-Angleterre, certaines maisons construites il y a plus de 300 ans ont des vitres légèrement teintées de violet à cause de ce changement chimique; et ces vitres sont prisées comme antiquités. Ce processus est largement confondu avec la formation du «verre d'améthyste du désert», dans lequel le verre exposé au soleil du désert avec une forte composante ultraviolette développe une délicate teinte violette. Les détails du processus et la composition du verre varient, de même que les résultats, car il n'est pas simple d'obtenir ou de produire des échantillons correctement contrôlés.
- De petites concentrations de cobalt (0,025 à 0,1%) donnent du verre bleu . Les meilleurs résultats sont obtenus en utilisant du verre contenant de la potasse . De très petites quantités peuvent être utilisées pour la décoloration.
- 2 à 3% d' oxyde de cuivre produit une couleur turquoise .
- Le nickel , selon la concentration, produit du verre bleu, ou violet , voire noir . Le cristal au plomb additionné de nickel acquiert une couleur violacée. Le nickel et une petite quantité de cobalt ont été utilisés pour la décoloration du verre au plomb .
- Le chrome est un agent colorant très puissant, donnant du vert foncé ou à des concentrations plus élevées même une couleur noire. Avec l'oxyde d'étain et l'arsenic, il donne du verre vert émeraude . L' aventurine au chrome , dans laquelle l' aventurescence est obtenue par croissance de grandes plaques d' oxyde de chrome (III) parallèles pendant le refroidissement, est fabriquée à partir de verre avec de l'oxyde de chrome ajouté en quantité supérieure à sa limite de solubilité dans le verre.
- Le cadmium et le soufre forment du sulfure de cadmium et donnent une couleur jaune foncé, souvent utilisée dans les glaçures. Cependant, le cadmium est toxique. Avec le sélénium et le soufre, il donne des nuances de rouge vif et d'orange.
- L' ajout de titane produit jaunâtre - brun verre. Le titane, rarement utilisé seul, est plus souvent utilisé pour intensifier et éclaircir d'autres additifs colorants.
- De l'uranium (0,1 à 2%) peut être ajouté pour donner au verre une couleur jaune ou verte fluorescente . Le verre à l'uranium n'est généralement pas assez radioactif pour être dangereux, mais s'il est broyé en poudre, par exemple par polissage avec du papier de verre, et inhalé, il peut être cancérigène . Lorsqu'il est utilisé avec du verre au plomb avec une proportion très élevée de plomb, produit une couleur rouge foncé.
- Didymium donne une couleur verte (utilisée dans les filtres UV) ou rouge lilas.
Lunettes frappantes
- Le sélénium , comme le manganèse, peut être utilisé à de petites concentrations pour décolorer le verre, ou à des concentrations plus élevées pour donner une couleur rougeâtre , causée par des nanoparticules de sélénium dispersées dans le verre. C'est un agent très important pour fabriquer du verre rose et rouge. Lorsqu'il est utilisé avec du sulfure de cadmium, il donne une couleur rouge brillante connue sous le nom de "Rubis de sélénium".
- Le cuivre métallique pur produit un verre opaque rouge très foncé, qui est parfois utilisé comme substitut de l'or dans la production de verre de couleur rubis .
- L' or métallique , en très petites concentrations (environ 0,001%, soit 10 ppm), produit un verre riche de couleur rubis ("Ruby Gold" ou "Rubino Oro"), tandis que des concentrations plus faibles produisent un rouge moins intense, souvent commercialisé sous le nom de " canneberge " ". La couleur est causée par la taille et la dispersion des particules d'or. Le verre en or rubis est généralement fait de verre au plomb additionné d' étain .
- Les composés d' argent tels que le nitrate d'argent et les halogénures d'argent peuvent produire une gamme de couleurs allant du rouge-orange au jaune. La façon dont le verre est chauffé et refroidi peut affecter considérablement les couleurs produites par ces composés. Les lentilles photochromiques et le verre photosensible sont également à base d'argent.
- Le violet de Cassius est un pigment violet formé par la réaction de sels d'or avec du chlorure d'étain (II).
Coloration ajoutée au verre
Les principales méthodes sont le verre émaillé , essentiellement une technique de peinture de motifs ou d'images, utilisée à la fois pour les récipients en verre et sur le vitrail, et la peinture sur verre, généralement en noir, et la teinture argentée , donnant des jaunes aux oranges sur les vitraux. Tous ces éléments sont cuits dans un four ou un four pour les fixer, et peuvent être extrêmement durables lorsqu'ils sont correctement appliqués. Ce n'est pas le cas du verre «peint à froid», utilisant de la peinture à l'huile ou d'autres mélanges, qui durent rarement plus de quelques siècles.
Inclusions colorées
L'oxyde d'étain avec des oxydes d' antimoine et d' arsenic produit un verre blanc opaque (verre de lait ), d'abord utilisé à Venise pour produire une imitation de porcelaine , très souvent ensuite peinte avec des émaux . De même, certains verres fumés peuvent être à base d'inclusions de couleur foncée, mais avec une coloration ionique, il est également possible de produire des couleurs foncées (voir ci-dessus).
Couleur causée par la dispersion
Le verre contenant deux phases ou plus avec des indices de réfraction différents présente une coloration basée sur l' effet Tyndall et expliquée par la théorie de Mie , si les dimensions des phases sont similaires ou supérieures à la longueur d'onde de la lumière visible . La lumière diffusée est bleue et violette comme on le voit sur l'image, tandis que la lumière transmise est jaune et rouge.
Verre dichroïque
Le verre dichroïque possède un ou plusieurs revêtements de l'ordre du nanomètre (par exemple des métaux, des oxydes métalliques ou des nitrures) qui confèrent au verre des propriétés optiques dichroïques . L'apparence bleue de certains pare - brise d' automobile est également causée par le dichroïsme.
Voir également
- Théorie des champs de cristal - Coloriage explication physique
- Couleur du vitrail médiéval
- Assombrissement à l'hydrogène
- Absorption des ions hydroxyle
- Matériaux transparents