Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 10. 11 mars 1950 - Ljuskänsliga glas, rubinglas och silverglas, av Gunnar Günther
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
11 mars 1950
223
Ljuskänsliga glas,
rubinglas och silverglas
Fil. lic. Gunnar Günther, Stockholm
År 1937 upptäckte Dalton att koppar-rubinglas erhöll sin
röda färg vid efterupphettningen av det ursprungliga
färglösa glaset mycket lättare, om det före denna procedur
bestrålats med ultraviolett ljus. Denna upptäckt föranledde
ett forskningsarbete, vars mål var att förstora och renodla
den iakttagna effekten och göra den fotografiskt
användbar. Det lyckades Stookey och medarbetare att förutom
koppar utnyttja guld, som tillsammans med vissa andra
mindre tillsatser gav ljuskänsliga rubinglas. Även dylika
glas med silver framställdes av deras kollega Armistead. I
alla dessa fall anses en fotokemisk reduktion av metall/oner
av koppar, guld eller silver äga rum, vilket resulterar i
en färgande metallisk utfällning inne i glaset på belysta
partier vid värmebehandlingen efteråt. Icke nog härmed,
de fotokemiskt erhållna metallpartiklarna kan tjäna som
groddkroppar för utfällning av andra icke-metalliska
kristaller och möjliggör därför framställning av
ljuskänsliga opalglas med vissa glassammansättningar. De
erhållna avbildningarna, som man kan få i varierande färger,
är av tredimensionell natur och kännetecknas av en
beständighet likvärdig med glasföremålets egen.
Orsaker till rubin- och silverglasens färg
Möjligheten att bredda underlaget för sin fotokemiska
jonteori föranledde Stookey att till förnyad, allmän
diskussion uppta spörsmålet om på vad sätt guldet i det välkända
guldrubinglaset ingår i glasmassan före den röda färgens
utvecklande i slutfasen. Hans resultat var i korthet
följande:
Vid en genomgång av litteraturen om guldrubinglasen kan
man skönja tvenne huvuduppfattningar om färgningens
mekanism. Enligt den ena upplöses guldet såsom Au+- eller
-joner i den smälta glasmassan, och rubinfärgen
framträder genom värmebehandling vid en relativt låg
temperatur medförande reduktion av jonerna till finfördelat
metalliskt guld under inverkan av reducerande ämnen i
glasmassan. Enligt den andra löses guldet först som
färglösa atomer för att därefter vid glasmassans avkylning
bilda en övermättad lösning av metalliskt guld. Denna är
fortfarande färglös men innehåller större guldpartiklar,
vilka i sin tur tjänar som groddar vid en efterföljande
upphettning av glasmassan och ger upphov till än större
partiklar, som framkallar färgen.
Stookey påvisar vissa svagheter i arbeten av den senare
uppfattningens anhängare. Så hade exempelvis Zsigmondy
för sin teori tvingats försumma sin egen iakttagelse, att
guldsoler är starkt färgade även vid partikelstorlekar av
atomära dimensioner. Reducerande ämnen, som enligt
samme forskare är oskadliga, kunde mycket väl tänkas
kompenserade av de stora mängder nitrat, som
rekommenderas för glassatserna. Vissa iakttagelser, varpå
Zsigmondy stödde sig för att försvara sitt undantag från
Nernsfs allmänna regel, att metaller som sådana endast
löser sig i metaller, har genom senare undersökningar fått
en annan förklaring. Lange, som övertygats om att
metalliskt guld har färgande effekt även i atomär
dispersions-grad, har sökt göra troligt, att de vid glasets
smälttemperatur upplösta guldatomerna befinner sig i ett slags
kemiskt bindningstillstånd liknande det, som råder för en
additionsförening och att de härvid icke är färgande.
Referat av uppsats av S D Stookey i J. Anier. ceram. Soc. 1949
s. 246; Ind. Engng Chem. 1949 s. 856.
Denna förening sönderfaller sedan och skapar fria
metallatomer.
Bland anhängarna för en jon-upplösning kan nämnas
Dietzel, som genom elektrokemiska experiment bl.a. visat,
att bestämda samband förefinns mellan
oxidationstillståndet och färgningsförloppet i boraxglas med guld, silver
eller koppar. Oxidationsmedel, såsom CeOfl eller nitrater,
håller guld i boraxsmältor i färglös lösning, under det att
icke-oxiderande smältor kommer att innehålla utfällt guld.
Han studerade även inverkan av tennoxidtillsats.
Stookey och medarbetare har undersökt
färgningsförloppet och dess samband med värmebehandlingen och
sammansättningen av ett mycket stort antal glassmältor.
Sammansättningen varierades med hänsyn till grundglas,
färgande metall (föreningar av Au, Cu och Ag),
oxidations-och reduktionsmedel samt fler värdiga element (föreningar
av Sn, Sb, As, Bi, Pb, Se, Te).
Vissa sammansättningar visade sig nu innehålla
reducerad metall redan vid smältningstemperaturen, under det
att andra vid denna temperatur var färglösa men färgades
vid glasets kylning. Andra återigen var ännu vid
rumstemperatur färglösa och färgades först vid förnyad
upphettning. En fjärde grupp smältor, som enligt analyser
innehöll jämförliga mängder metall, kunde trots detta icke
färgas genom någon värmebehandling. De var däremot
känsliga för fotokemisk reduktion. Egenskaperna hos
denna glasgrupp bestämdes uppenbarligen av
metallkoncentrationen och smältans oxidationstillstånd. En glassats
(nr 1), som innehöll 72 g SiOa, 17 g Na20 (därav 1 g i
form av nitrat), 11 g CaO samt 0,02 g Au jämfördes i sitt
uppträdande med analoga satser (nr 2, 3 och 4)
innehållande ytterligare tillsatser av resp. 0,2 g Sn02, 0,04 g Se och
1,0 g G. I satsen med kol var nitrattillsatsen utelämnad.
Glaset nr 1 färgades icke ens efter avkylning eller förnyad
upphettning vid 600 resp. 700° i luft. Först under
liknande förhållanden i vätgas inträdde en rosafärgning. De
övriga färgades eller missfärgades mer eller mindre lätt.
Redan efter avkylningen var prov 3 rött och 4 mörkt
bärnstensfärgat och efter en förnyad upphettning i luft
till 600° färgades även prov 2 och en färgfördjupning ägde
rum i prov 3. I prov A kunde guldpartiklar påvisas
mikroskopiskt.
Dessa och andra resultat med reducerande tillsatsämnen
förklaras mycket tillfredsställande av Stookey såsom en
reduktion av färglösa, lösta guldjoner till olöslig metall.
Likaledes får guldrubinglasens uppträdande vid högre
temperaturer sin förklaring. Färgen, som vid deras
upphettning försvinner vid temperaturer gott och väl under
smältpunkten, beror på att guldet åter löses upp, men
kan fås att åter falla ut genom inverkan av starka
reduktionsmedel till och med vid smältpunkten. Guldet
re-oxideras vid upplösningen vid högre temperatur till joner,
under det att samtidigt någon annan beståndsdel i glaset
reduceras, exempelvis stannijoner. Stookey har även givit
ytterligare tyngd för sin uppfattning genom att i enkla
modellförsök visa, att guldjoner verkligen kan existera
vid höga temperaturer (1 100°) i det han ur guldfolier och
bariumnitrat framställt och termoprövat bariumaurat.
Fotografering på glas
De ljuskänsliga glasens egenskaper kan enligt Stookey
förklaras på följande sätt. Vid låg koncentration finns de
ljuskänsliga metallerna och s.k. optiska sensibilisatorer i
form av joner, homogent utspridda i ett hårdglas, vars
stelhet vid rumstemperatur begränsar elektronernas
rörelsefrihet till en väglängd av endast några atomdiametrar.
Joner och atomer kan i detta sammanhang anses praktiskt
taget orörliga. Den latenta bilden uppfattas nu som
fotoelektroner, vilka emitterats från de ljuskänsliga
metallerna och kvarhålles i metastabila magasineringsnivåer,
tillhörande närliggande metalljoner eller deformationer i
glasets nätverk. En andra grundbetingelse är förekomsten
av lämpliga metalljoner, som i sin tur kan infånga elek-
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
