Miksi jotkin U-muotoiset lasit muuttavat väriä auringonvalon vaikutuksesta?

Hyvin yleisenä rakennusten sisustusmateriaalina U-muotoisen lasin, kuten kuvassa 1, ei pitäisi ainoastaan ​​täyttää arkkitehtonisessa suunnittelussa vaadittavat toiminnot, vaan sillä on myös hyvä vakaus ja kestävyys sekä se kestää tuulta ja aurinkoa ympäri vuoden. Huomattavaa muutosta ei tule.

Joten miksi U-muotoinen lasi muuttaa väriä? Tarkan vastauksen saamiseksi testasimme useita erilaisia ​​U-muotoisia laseja. Ennen testaamista meidän on ensin selvitettävä seuraavat käsitteet:

1. Peruskäsitteet
1. Syitä siihen, miksi esineet näyttävät värillisiltä
Luonnossa esiintyvät esineet voidaan jakaa kahteen luokkaan: valaiseviin esineisiin ja ei-valaiseviin esineisiin sen mukaan, pystyvätkö ne säteilemään valoa. Ei-valaistavat esineet jaetaan läpinäkyviin ja läpinäkymättömiin objekteihin. Läpinäkymättömän kappaleen väri määräytyy sen heijastaman sävyn mukaan; läpinäkyvän kappaleen väri määräytyy sen välittämän sävyn mukaan. U-muotoinen lasi on läpinäkyvä runko. Jos näemme U-muotoisen lasinpalan näyttävän vihreältä, se johtuu siitä, että se imee punaista ja sinistä valoa, ja lopulta vihreä valo pääsee silmämunaamme.

Yleisin valonlähde jokapäiväisessä elämässä on aurinko. Kuten me kaikki tiedämme, aurinkospektri on jaettu kahteen osaan, näkyvään valoon ja näkymätön valoon. Näkyvän valon aallonpituus on 380-780nm, kuten kuvassa 6 näkyy, sironnan jälkeen se jaetaan seitsemään väriin: punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen, sininen ja violetti; näkymätön valo jaetaan kahteen tyyppiin, ja punaista valoa suurempia aallonpituuksia kutsutaan infrapunasäteiksi, joiden aallonpituudet ovat violettia valoa lyhyempiä, kutsutaan ultraviolettisäteiksi. Silmämme näkevät vain näkyvän valon.

Kuten aiemmin mainittiin, U-lasin väri riippuu U-lasin lähettämän näkyvän valon väristä. Joten mikä määrittää U-lasin lähettämän näkyvän valon värin? Se alkaa myös U-lasin koostumuksesta. Eri komponenteilla varustetut lasit ovat erivärisiä, kuten tavallinen lasi ja ultrakirkas lasi kuvassa 7.

2. U-lasin koostumus ja ikääntymisen syyt
Teollisessa tuotannossa U-lasin pääraaka-ainehiekka sisältää tietyn määrän rautaelementtiä ja rauta-ionit (Fe2 plus ) absorboivat näkyvää valoa sinisistä ja punaisista vyöhykkeistä, jolloin enemmän vihreää valoa pääsee läpi, mikä aiheuttaa tämän Valmistettu U-lasi on vihertävää. Korkean rautapitoisuuden lasiin kohdistuvan vaikutuksen kompensoimiseksi jotkut valmistajat lisäävät raaka-aineisiin harvinaisia ​​maametallien hapettimia (seriumdioksidia), mutta tämä tekee lasista kellertävän. Harvinaisten maametallien tuoman kelta-vihreän värin syntetisoimiseksi on lisättävä seleeniä, rubidiumia tai mangaania, jotka voivat tuottaa purppuraa tai purppuranpunaista U-lasissa, mikä vain täydentää keltaista sävyä [1]. Näiden säätöjen jälkeen lasi ei ole enää ihanteellinen "väritön linssi", vaan siinä on "valkoinen sumuväri". Vaikka tällä tavalla valmistettu U-lasi ei ole enää vihertävä, se heikentää huomattavasti U-lasin valonläpäisyä, jolloin U-lasi ei enää ole läpinäkyvä vaan valkoinen. Vakavampi ongelma on, että harvinaisten maametallien hapetin altistuu auringon ultraviolettisäteille. Auringolle altistumisen vaikutuksesta, jos sitä käytetään rakennuksen lasiverhoseinään tai ulkoseinään, U-lasi muuttaa väriä 1–2 vuodessa ja menettää alkuperäisen kiillonsa. Rakennuksen lasiverhoseinän auringonvalon eri asteista johtuen saman verhoseinän väriero ilmenee usean vuoden altistuksen jälkeen.

"Solarisaatio on fysikaalinen ilmiö, mikä tarkoittaa, että kun materiaalia säteilytetään suurienergisten sähkömagneettisten aaltojen vaikutuksesta, väri muuttuu. Yleisiä korkeaenergisiä sähkömagneettisia aaltoja ovat ultraviolettisäteet ja röntgensäteet, ja yleisiä materiaaleja, jotka joutuvat solarisaatioon, ovat lasi. ja muovia." - Wikipedia

3. Miksi floatlasi ei muuta väriä?
Koska suurin osa rakennuksen verhoseinistä käyttää tavallista valkoista float-lasia, lasiraaka-aineisiin ei tarvitse lisätä hapettimia, joten hapettimien valenssi ei muutu ultraviolettisäteiden vaikutuksesta. Ultrakirkasta floatlasia valmistavat pohjimmiltaan suuret float-lasivalmistajat, eikä siihen lisätä halpoja hapettimia tai valkaisuaineita, joten värin muuttuminen altistuksen jälkeen on harvinaista. Raaka-ainekustannusten säästämiseksi jotkin U-muotoiset lasinvalmistajat lisäävät halpoja lasinvalkaisuaineita, ja lasin värjäytyminen on väistämätöntä.

2. U-lasin ikääntymistesti
Varmistaaksemme lasin värjäytymisongelman edelleen testasimme markkinoilla olevaa U-muotoista lasia. Tässä kokeessa on kaksi avainkohtaa U-lasin vanhentamiskokeessa. Yksi on toteuttaa altistusvaikutus UV-säänkestotestilaatikon kautta ja vanhentaa eri valmistajien U-lasinäytteitä. Myöhemmin mitattiin eri aallonpituuksilla näkyvän valon läpäisykyky kullakin U-lasipalalla.

Käytimme kolmenlaisia ​​U-lasinäytteitä. Appletonin valmistaman U-lasin (merkitty ASG:llä) lisäksi vertailimme myös kahta muiden markkinoilla olevien U-lasivalmistajien valmistamaa U-lasia, jotka on merkitty A:lla ja B:llä. Leikkasimme kolmen valmistajan U-lasin kahteen pieneen palaan, joista toinen säilytettiin kunnolla vakionäytteenä ja toinen pala laitettiin UV-säänkestotestilaatikkoon. Tietyn nopeutetun ikääntymisen jälkeen valonläpäisykyky mitattiin fotometrillä ja lopulta saatiin Se voi heijastaa U-lasin ikääntymisastetta ja värimuutoksia.

1. UV-sään testauskammio
Tässä kokeessa käytetään 313 lampun tyyppistä UV-säänkestävyyden testikammiota, kuten kuvassa 9 näkyy, ja joka on varustettu kahdella UVB-313 ultraviolettilampulla. UVB-313-lamppujen lähettämä lyhytaaltoinen ultraviolettivalo on voimakkaampaa kuin auringon ultraviolettisäteet, jotka tavallisesti säteilyttävät maan pintaa. Tällä tavalla materiaalin ikääntymistä voidaan nopeuttaa eniten. 24 tunnin välein säteilytetty ultraviolettivalon määrä on yhtä suuri kuin ulkoympäristössä säteilytetty ultraviolettivalo 3 kuukauden ajan. Analogisesti säteilytimme lasia 480 tuntia ja vastaavasti 960 tuntia simuloidaksemme 5 vuotta ja U-lasin ikääntymistä 10 vuoden jälkeen.

2. Shimadzu UV-Vis-NIR spektrofotometri SolidSpec-3700/3700DUV
Tässä kokeessa käytettiin Shimadzu UV-Vis-NIR-spektrofotometriä SolidSpec-3700/3700DUV, kuten kuvassa 5. Shimadzu, maailman tärkein spektroskopisten instrumenttien valmistaja, kehitti UV-Vis-IR-spektrofotometrin SolidSpec{ {7}}/3700DUV erittäin laajalla testialueella, ja SolidSpec-3700/3700DUV käyttää integroivaa palloa tunnistusyksikkönä ja integroi 3 tunnistusta. Instrumentti on integroivalla pallolla, mikä parantaa huomattavasti mittaustarkkuutta.

3. Kokeellinen tietojenkäsittely
Suoritettuamme yllä kuvatun 960-tuntivanhentamistestin, voimme piirtää seuraavan valonläpäisykäyrän. Sininen käyrä on ASG:n valmistama U-lasi, ja keltainen ja harmaa käyrä ovat kahden U-lasivalmistajan A ja B valmistamaa U-lasia.

ASG:llä on paras yleinen valonläpäisykyky, jota seuraa A ja B on huonoin. Samalla ei ole vaikea nähdä, että B-lasin punaisen nauhan valonläpäisevyys on huomattavasti pienempi kuin sinivihreän nauhan, joten tämä lasi näyttää selvästi sinivihreältä.

Viiden vuoden ultraviolettisäteilyn jälkeen ASG:n yleinen valonläpäisevyys on edelleen paras, ja myös värinmuutos on pieni. Kuitenkin A:n ja B:n U-lasi osoittaa, että näkyvän valon läpäisevyys kaistalla lähellä violettia putoaa merkittävästi, mikä johtaa U-lasin värjäytymiseen ja näyttää himmeän kelta-ruskean värin.

Kymmenen vuotta myöhemmin muutos on selvempi. Näkyvän valon valonläpäisevyys lähellä ultraviolettiaallonpituutta jopa putoaa kaaviosta, kun se kulkee A:n U-lasin läpi. Näin U-lasin värinmuutos on väistämättä selvempi.

Voisimme yhtä hyvin tehdä tietojen vertailun, laskea kunkin lasikappaleen valonläpäisyhäviön eron vanhentamistestin jälkeen ja piirtää sen sitten kuvakkeeksi, jotta voimme intuitiivisesti nähdä, kuinka paljon kunkin lasikappaleen valonläpäisykyky on. lasi on muuttunut alkuperäiseen verrattuna ikääntymisen jälkeen Variety.

Kymmenen vuoden ikääntymisen jälkeen taulukossa 5 esitetyn kolmen U-lasin transmission muutokset ovat samanlaiset kuin taulukossa 4, ASG:llä on edelleen pienin muutos ja A:lla edelleen suurin muutos. Voit halutessasi piirtää A-korrelaatiokäyrän taulukkoon taulukon 6 mukaisesti. Voidaan nähdä, että numerolla A olevan U-lasin valonläpäisykyky on laskenut merkittävästi 5 vuoden altistuksen jälkeen, erityisesti valonläpäisykyky lähellä olevalla vyöhykkeellä. violetissa näkyvässä valossa on kallio. Tällä tavalla U-lasin värjäytyminen tulee väistämättä hyvin ilmeiseksi.

3. Kokeellinen yhteenveto
Yhteenvetona voidaan todeta, että ei ole vaikeaa todeta, että tärkein ero eri valmistajien U-lasien välillä on valonläpäisykyky, kun ne lähtevät tehtaalta. Hyvälaatuisella U-lasilla on korkea valonläpäisevyys ja se on kristallinkirkasta, kun taas huonolaatuinen U-lasi näyttää siltä, ​​että se on peitetty valkoisella sumukerroksella, eikä läpinäkyvyys ole ihanteellinen. Kuitenkin vuosien auringonvalolle altistumisen jälkeen valonläpäisykyky muuttuu eriasteisesti. Mitä suurempi muutoksen arvo on, sitä selvempi on lasin värinmuutos. Lasin kunnosta tehdään asianmukainen arvio useiden vuosien jälkeen.