CN108367969A - 具有锐截止的光致变色玻璃 - Google Patents
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Abstract
描述了一种光致变色玻璃，其包括基础玻璃和光致变色剂。所述基础玻璃是改性的硼铝硅酸盐玻璃，并且所述光致变色剂是卤化亚铜纳米晶相。所述光致变色玻璃表现出在光谱的UV或短波长可见部分中具有锐截止，同时在可见光的较长波长处具有吸收带。卤化亚铜钠米晶相包括Cu2+，其在卤化亚铜的带隙中提供了允许玻璃吸收可见光的状态。可见光的吸收驱使光致变色转化而不影响锐截止。任选地，卤化亚铜纳米晶相可以包括Ag。
Description
本申请依据35U.S.C.§119要求于2015年12月18日提交的系列号为62/269,285的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并通过引用将其全文纳入本文。
技术领域
本说明书涉及光致变色材料。更具体地，本说明书涉及强烈吸收光谱的UV或短波长可见部分中的光的光致变色玻璃。最具体地，本说明书涉及在400nm附近具有锐利吸收特征并且具有能够通过可见光引发的光致变色响应的光致变色玻璃。
背景技术
光致变色玻璃已经广泛用于眼镜片领域，尤其是应用于太阳镜。在暴露于光化辐射后，光致变色玻璃经历光化学或光结构转变，从而使得在特定光谱范围内暗化及光透射减少。在太阳镜的情况中，光化辐射可以是阳光，并且光致变色响应可以致使可见光的透射减少，从而降低到达眼睛的光强度。光致变色响应保护眼睛免受不安全的强度水平并对佩戴者提供了舒适性。
在商业上成功的最早的光致变色玻璃使用卤化银晶体作为光致变色剂。可以将卤化银包含到各种基础玻璃中以提供适于眼镜用途的光致变色玻璃。典型的基础玻璃为掺杂碱金属的二氧化硅或改性二氧化硅玻璃。例如，第3,208,860号美国专利(Armistead和Stookey)和第3,197,296号美国专利(Eppler和Stookey)描述了在掺杂碱金属的硼铝硅酸盐玻璃中包含卤化银的光致变色玻璃。卤化银光致变色玻璃仍然是可行的商购产品，并且由康宁股份有限公司(Corning,Inc.)以和产品系列来销售。
作为光致变色剂，卤化银具有一些弊端。首先，卤化银对光化辐射具有高度敏感性，并且当暴露于低水平的光化辐射时，其产生强烈的光暗化响应。结果，佩戴用卤化银光致变色玻璃制造的太阳镜的观看者在低照明水平(例如黎明)和高照明水平(例如中午)时观察到的暗化水平几乎没有差别。期望开发一种光致变色玻璃，其在日常活动中通常遇到的照明强度范围内，表现出使观看者所观察到光暗化响应更加均匀。其次，卤化银玻璃的光暗化响应对环境温度敏感。对于给定的照明水平，光暗化在低温下比高温下更显著。这导致光致变色响应具有季节变化性，而这对于许多消费者来说是不期望的。再者，对于玻璃来说，银是相对较昂贵的添加剂，而卤化银光致变色玻璃的成本限制了商业应用的范围。
卤化银玻璃的性能和成本缺陷激发了开发无银光致变色玻璃用于商业应用的兴趣。第3,325,299号(Araujo)；第3,954,485号(Seward和Tick)以及第4,166,745号(Araujo和Tick)美国专利描述了使用铜-镉卤化物作为光致变色剂的一系列光致变色玻璃。铜-镉卤化物表现出优异的光致变色响应，并且克服了与卤化银相关的许多缺陷：(1)通过排除银降低了批料成本；(2)光致变色响应对环境温度的敏感性降低；和(3)光暗化响应随着照明强度变化得更加平缓。尽管铜-镉光致变色玻璃具有这些优点，但是由于担心镉的毒性和处置，因此其商业前景受到限制。
第3,325,299号美国专利(Araujo)还公开了使用铜卤化物作为光致变色剂的玻璃。该玻璃不含镉。然而，这些组合物被证明难以加工并且表现出不适于大多数商业应用的模糊外观。第4,222,781号美国专利(Morse和Seward)提出了使用铜卤化物作为光致变色剂的不混浊的光致变色玻璃组合物。基础玻璃组合物为B2O3-Al2O3-SiO2玻璃，除了铜和卤化物外，其还具有碱金属掺杂剂。优选的组合物包括低浓度(～1重量％)的WO3或MoO3，以改进铜卤化物的光致变色响应。观察到这些玻璃具有优异的光致变色响应(暗化和复明)。
随着眼镜玻璃市场的扩大，对光致变色玻璃的性能提出了更高的要求。一个担心是使眼睛过度暴露于UV光是有害的。这种担心激发了兴趣来开发有效过滤UV光而不影响可见光透射的光致变色玻璃。上述卤化银、铜-镉卤化物和铜卤化物光致变色玻璃在UV中具有吸收带，但是这些吸收带缺少UV锐截止，并且玻璃透射大量的UV光。第5,281,562号美国专利(Araujo和Morgan)公开了在400nm附近具有UV锐截止的铜卤化物玻璃。该专利证明了UV吸收带的形状和强度取决于玻璃中铜的浓度。公开了具有UV锐截止的一系列组合物。然而，第5,281,562号美国专利(Araujo)中描述的玻璃不是光致变色的，并且缺少眼镜应用和其他消费者应用所需的可逆的光暗化响应。
需要具有UV锐截止和光致变色响应的玻璃。
发明内容
描述了一种光致变色材料，其包括具有纳米晶相的玻璃。所述玻璃是包含卤化亚铜纳米晶相的改性硼铝硅酸盐玻璃。所述光致变色材料表现出在光谱的UV或短波长可见部分中具有锐截止，同时在可见光的较长波长处具有吸收带。卤化亚铜钠米晶相包括Cu2+，其在卤化亚铜的带隙中提供了允许材料吸收可见光的状态。可见光的吸收驱动了光致变色转化而不影响锐截止。任选地，卤化亚铜纳米晶相可以包括Ag。
本公开扩展至：
一种光致变色玻璃，其包括：
基础玻璃，所述基础玻璃包含19重量％-39重量％的B2O3、0.5重量％-15重量％的Al2O3、46重量％-65重量％的SiO2、3.5重量％-12.5重量％的碱金属氧化物和0.005重量％-0.40重量％的SnO2；以及
0.56重量％–1.28重量％的铜；以及
0.1重量％-0.7重量％的卤化物；和
光致变色剂，所述光致变色剂包括在所述基础玻璃中的卤化亚铜纳米晶相，所述卤化亚铜钠米晶相包括铜组分和卤化物组分，所述铜组分包括至少一部分的所述铜，所述至少一部分的所述铜包括Cu+和Cu2+，所述卤化物组分包括至少一部分的所述卤化物；
其中，所述光致变色玻璃具有小于410nm的截止波长。
本公开扩展至：
一种制造光致变色玻璃的方法，所述方法包括：
使批料组合物熔化，所述批料组合物包含19重量％-39重量％的B2O3、0.5重量％-15重量％的Al2O3、46重量％-65重量％的SiO2、3.5重量％-12.5重量％的碱金属氧化物、0.40重量％-2.5重量％的CuO和0.01重量％-1.3重量％的卤化物。
本公开扩展至：
一种光致变色玻璃，其包括：
基础玻璃，所述基础玻璃包含19重量％-39重量％的B2O3、0.5重量％-15重量％的Al2O3、46重量％-65重量％的SiO2、3.5重量％-12.5重量％的碱金属氧化物和0.005重量％-0.40重量％的SnO2；以及
0.64重量％–1.12重量％的铜；以及
0.1重量％-0.7重量％的卤化物；和
光致变色剂，所述光致变色剂包括在所述基础玻璃中的卤化亚铜纳米晶相，所述卤化亚铜钠米晶相包括铜组分和卤化物组分，所述铜组分包括至少一部分的所述铜，所述至少一部分的所述铜包括Cu+和Cu2+，所述卤化物组分包括至少一部分的所述卤化物；以及
0.005重量％–0.05重量％的Ag；以及
0.05重量％-0.50重量％的WO3。
在以下的详细描述中给出了其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言是容易理解的，或通过实施书面说明书和其权利要求书以及附图中所述实施方式而被认识。
应理解，上文的一般性描述和下文的具体实施方式都仅仅是示例性的，并且旨在提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。
包括的附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图是对本说明书的所选方面的例示，其与说明书一起对本说明书所包含的方法的原理和操作、产品以及组成进行解释。附图所示的特征是本说明书所选的实施方式的例示并且不一定以适当的比例描绘。
附图说明
尽管说明书以权利要求书结束并且权利要求书具体指出并明确要求保护本书面说明书的主题，但是认为当结合附图时能够从以下的书面说明书中更好地理解本说明书，其中：
图1描述了表现出与卤化亚铜纳米晶相相关的激子吸收的非光致变色玻璃的吸收光谱，缺少激子吸收特征的含铜非光致变色玻璃的吸收光谱，以及缺少激子吸收特征的不含铜的非光致变色玻璃的吸收光谱。
图2描述了两种玻璃的吸收光谱，所述两种玻璃表现出激子吸收和由于在卤化亚铜纳米晶相中存在Cu2+导致的吸收，其中，两种玻璃中的一种玻璃(虚线)在组成中包括WO3，另一种玻璃(实线)在组成中不包括WO3。
图3(a)-3(c)示出了在具有及不具有400nm长通滤波器的情况下，来自宽带源的光通过含有铜卤化物纳米晶体的光致变色玻璃的透射率，所述光致变色玻璃已经在500℃下进行热处理(a)2hr(小时)、(b)12hr和(c)24hr。
图4描述了含有铜和卤化物的两种玻璃的吸收光谱，所述两种玻璃中只有一种玻璃具有适合使铜卤化物纳米晶相稳定的基础玻璃组合物。
图5示出了接近激子吸收特征的厚度为～200μm的Cu-卤化物光致变色玻璃的吸收光谱。
图6(a)示出了一系列光致变色玻璃的吸收光谱，所述一系列光致变色玻璃具有Cl-和Br-为各种相对比例的卤化亚铜纳米晶相。
图6(b)示出了图6(a)所示光谱在截止波长附近的放大图。
图7示出了UV截止波长根据在光致变色玻璃的卤化亚铜纳米晶相中的Br-和Cl-相对量的变化。
图8(a)和8(b)比较了具有(a)含Ag和(b)不含Ag的卤化亚铜纳米晶相的光致变色玻璃的光暗化响应。
图9(a)-9(c)例示了在(a)72°F、(b)122°F和(c)160°F下的具有卤化亚铜纳米晶相的光致变色玻璃的光暗化响应以及(d)与光暗化响应相关的吸收的阿雷尼乌斯(Arrhenius)图。
图10(a)和10(b)描述了在卤化亚铜纳米晶相中(a)具有Ag和(b)不具有Ag的处于光暗化的玻璃的复明响应。
附图所示的实施方式本质上是示例性的，并且不旨在限制具体实施方式或权利要求书的范围。只要可能，在附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的特征。
具体实施方式
现将具体参考本说明书的说明性实施方式。
本说明书描述了具有各种组合物的光致变色玻璃。玻璃组合物包括以各种浓度存在的各种组分。玻璃通过使包含玻璃组分的批料组合物熔化和冷却来形成。如本文中所使用的，浓度是指组分在批料组合物中的浓度。由于不同组分的挥发性差异，因此，按照熔化及冷却批料组合物来形成的玻璃中的组分浓度可以与批料组合物中的组分浓度稍微有所不同。
本说明书描述了表现出优异的光致变色响应，并且在UV波长下或可见波长的短波长下具有锐截止的光致变色玻璃。光致变色响应可以由各个不同的波长引发，并且表现出有利的暗化和复明特性。当光致变色响应已经引发并且显现时，玻璃可以被称为处于光致变色状态或暗化状态。当光致变色响应已经消失或未显现时，玻璃可以被称为处于其非光致变色状态或复明状态。光致变色响应使玻璃从其非光致变色状态转变为其光致变色状态。在本文中，光致变色响应也可以被称为光暗化响应或暗化响应。
光致变色玻璃包括基础玻璃和光致变色剂。所述基础玻璃为碱金属改性的硼铝硅酸盐玻璃。任选地，所述基础玻璃包括氧化还原剂。所述光致变色剂包括铜和卤化物。任选地，所述光致变色剂包括银、钨和/或钼。
所述基础玻璃为具有碱金属氧化物改性剂的B2O3-Al2O3-SiO2玻璃。B2O3浓度在18重量％-41重量％的范围内，或者在19重量％-39重量％的范围内，或者在20重量％-37重量％的范围内，或者在22重量％-35重量％的范围内，或者在24重量％-33重量％的范围内，或者在26重量％-31重量％的范围内。Al2O3浓度在0.7重量％-15重量％的范围内，或者在1.0重量％-13重量％的范围内，或者在2.0重量％-11重量％的范围内，或者在3.5重量％-10重量％的范围内，或者在5.0重量％-9.0重量％的范围内，或者在6.0重量％-8.0重量％的范围内。SiO2浓度在46重量％-65重量％的范围内，或者在48重量％-63重量％的范围内，或者在50重量％-61重量％的范围内，或者在52重量％-59重量％的范围内。碱金属氧化物含量在3.5重量％-12.5重量％的范围内，或者在4.0重量％-11.5重量％的范围内，或者在4.5重量％-10.5重量％的范围内，或者在5.0重量％-9.5重量％的范围内，或者在6.0重量％-8.5重量％的范围内。碱金属氧化物含量可以包括Li2O、Na2O或K2O中的一种或多种。在一个实施方式中，Na2O是玻璃中的唯一的碱金属氧化物。
任选地，所述基础玻璃可以包括氧化还原剂以影响玻璃中各元素的氧化态。所述氧化还原剂是能够在两种或更多种氧化态之间转化的元素的氧化物。代表性的氧化还原剂包括As2O3、As2O5、Sb2O3、SnO和SnO2。在一个实施方式中，所述氧化还原剂为SnO、SnO2或其组合，并且玻璃组合物不含As和Sb。氧化还原剂的浓度可以在0重量％-1重量％的范围内，或者在0重量％-0.80重量％的范围内，或者在0重量％-0.60重量％的范围内，或者在0重量％-0.40重量％的范围内，或者在0.005重量％-0.60重量％的范围内，或者在0.005重量％-0.40重量％的范围内，或者在0.005重量％-0.25重量％的范围内，或者在0.01重量％-0.50重量％的范围内，或者在0.01重量％-0.40重量％的范围内，或者在0.01重量％-0.25重量％的范围内，或者在0.05重量％-0.30重量％的范围内。
光致变色剂包括含有铜组分和卤化物组分的卤化亚铜纳米晶相。所述铜组分包括Cu+和Cu2+的组合。所述卤化物组分包括卤化物F-、Cl-、Br-和I-中的一种或多种。卤化亚铜纳米晶相可以包括两种或更多种卤化物。所述两种或更多种卤化物可以包括Cl-和Br-。通过在玻璃中包含CuO可以含有铜组分，对玻璃进行热处理以形成卤化亚铜纳米晶相。CuO在玻璃中的浓度可以在0.40重量％-2.5重量％的范围内，或者在0.50重量％-2.0重量％的范围内，或者在0.60重量％-1.8重量％的范围内，或者在0.70重量％-1.6重量％的范围内，或者在0.80重量％-1.4重量％的范围内，或者在0.90重量％-1.2重量％的范围内。
铜[Cu(处于所有氧化态)]在玻璃中的浓度可以由玻璃中的CuO浓度乘以Cu的分子量(63.55g/mol)与CuO的分子量(79.55g/mol)的比值来计算。铜的浓度可以在0.32重量％-2.00重量％的范围内，或者在0.40重量％-1.60重量％的范围内，或者在0.48重量％-1.44重量％的范围内，或者在0.56重量％-1.28重量％的范围内，或者在0.64重量％-1.12重量％的范围内，或者在0.72重量％-0.96重量％的范围内。玻璃中Cu+与Cu2+的相对比例取决于熔化条件和环境以及氧化还原剂的存在及浓度。
光致变色材料中的全部铜(Cu)含量的至少一部分存在于卤化亚铜纳米晶相中。一些铜(Cu)也存在于光致变色材料的玻璃部分中。
可通过将碱金属卤化物包含在用于形成玻璃的批料组合物中将卤化物引入到光致变色玻璃中。代表性的碱金属卤化物包括NaCl和NaBr。玻璃中的卤化物总浓度可以在0.01重量％-1.3重量％的范围内，或者在0.01重量％-1.2重量％的范围内，或者在0.02重量％-1.0重量％的范围内，或者在0.05重量％-0.80重量％的范围内，或者在0.10重量％-0.70重量％的范围内，或者在0.15重量％-0.60重量％的范围内，或者在0.20重量％-0.50重量％的范围内。
在一个实施方式中，Cl-是玻璃中存在的仅有的卤化物。作为玻璃中存在的仅有的卤化物，Cl-的浓度可以在0.01重量％-0.80重量％的范围内，或者在0.01重量％-0.60重量％的范围内，或者在0.01重量％-0.50重量％的范围内，或者在0.05重量％-0.50重量％的范围内。
在另一个实施方式中，Cl-和Br-是玻璃中存在的仅有的卤化物。玻璃中的Cl-浓度可以在0.01重量％-0.60重量％的范围内，而Br-的浓度可以在0.01重量％-0.70重量％的范围内，或者玻璃中的Cl-浓度可以在0.01重量％-0.50重量％的范围内，而Br-的浓度可以在0.01重量％-0.60重量％的范围内，或者玻璃中的Cl-浓度可以在0.01重量％-0.40重量％的范围内，而Br-的浓度可以在0.01重量％-0.50重量％的范围内。
任选地，卤化亚铜纳米晶相可以包括银(Ag)。玻璃中的Ag的浓度可以在0.01重量％-0.20重量％的范围内，或者在0.01重量％-0.15重量％的范围内，或者在0.01重量％-0.10重量％的范围内，或者在0.005重量％-0.05重量％的范围内，或者在0.005重量％-0.025重量％的范围内，或者在0.005重量％-0.015重量％的范围内。光致变色材料中的全部银含量的至少一部分存在于卤化亚铜纳米晶相中。一些银可以存在于光致变色材料的玻璃部分中。在一个实施方式中，基本上所有的银均存在于卤化亚铜纳米晶相中。可以通过在批料组合物中包含银氧化物(AgO或Ag2O)或硝酸银(AgNO3)而将银包含在光致变色材料中，并且银在玻璃中主要以Ag+存在。
任选地，所述光致变色剂包括钨和/或钼。可以通过在批料组合物中包含钨氧化物(例如WO3)来包括钨。可以通过在批料组合物中包含钼氧化物(例如MoO3)来包括钼。在光致变色玻璃中的WO3浓度可以在0重量％-1.0重量％的范围内，或者在0.01重量％-0.5重量％的范围内，或者在0.01重量％-0.3重量％的范围内，或者在0.05重量％-0.5重量％的范围内，或者在0.10重量％-0.25重量％的范围内。在光致变色玻璃中的MoO3浓度可以在0重量％-1.0重量％的范围内，或者在0.01重量％-0.5重量％的范围内，或者在0.01重量％-0.3重量％的范围内，或者在0.05重量％-0.5重量％的范围内，或者在0.10重量％-0.25重量％的范围内。在光致变色玻璃中的WO3和MoO3的组合浓度可以在0重量％-1.0重量％的范围内，或者在0.05重量％-0.5重量％的范围内，或者在0.10重量％-0.25重量％的范围内。
光致变色剂提供了锐截止。锐截止可以发生在UV波长下，或者发生在光谱的可见部分的短波长部分中的波长下。在下述加工条件下，铜组分和卤化物组分中的至少一部分以纳米晶体形式沉淀在玻璃中。钠米晶体包括亚铜离子(Cu+)形式的铜和卤化物离子。锐截止是由于与结晶卤化亚铜相关的激子吸收带引起的。激子吸收带在卤化亚铜钠米晶体的带边处或附近，并且特征为在400nm附近具有锐利吸收边。比吸收边的波长更短的波长被强烈吸收，而比吸收边的波长更长的波长以高效率被透射。
锐截止的特征在于在波长从可见波长减小到UV波长的方向上，吸收陡增。陡增可以以吸收边的斜率来定量，该斜率对应于吸收系数(用单位cm-1表示)相对于波长(用单位nm表示)的变化率。本公开的玻璃的吸收边的斜率可以为至少0.10cm-1/nm、或至少0.20cm-1/nm、至少0.30cm-1/nm、至少0.40cm-1/nm、或者在0.10cm-1/nm–1.0cm-1/nm的范围内、或者在0.15cm-1/nm–0.80cm-1/nm的范围内、或者在0.20cm-1/nm–0.70cm-1/nm的范围内、或者在0.30cm-1/nm–0.60cm-1/nm的范围内。在本文中，吸收边的斜率可以以选定波长下的吸收边的斜率表示。所述选定波长可以为以下波长：小于420nm、或小于410nm、或小于400nm、或小于390nm、或者在370nm–420nm的范围内、或者在380nm–410nm的范围内、或者在390nm–405nm的范围内。
在本文中，截止波长被定义为通过2mm厚玻璃样品的透射率为1％时的波长。截止波长是在UV中或可见光的短波长部分中的波长。截止波长可以为以下波长：小于或等于420nm、或者小于或等于415nm、或者小于或等于410nm、或者小于或等于405nm、或者小于或等于400nm、或者小于或等于395nm、或者小于或等于390nm、或者在370nm–420nm的范围内、或者在380nm–410nm的范围内、或者在390nm–405nm的范围内。
比截止波长更长的波长高效地透射通过玻璃，而比截止波长更短地波长低效地透射通过玻璃。在本文中，比截止波长更长的波长可以被称为高于截止波长的波长。在本文中，比截止波长更短的波长可以被称为低于截止波长的波长。
对于从截止波长扩展到高于截止波长25nm的波长范围，通过2mm厚玻璃样品的透射率可以为99％或更高。对于从截止波长扩展到高于截止波长50nm的波长范围，通过2mm厚玻璃样品的透射率可以为99％或更高。对于从截止波长扩展到高于截止波长100nm的波长范围，通过2mm厚玻璃样品的透射率可以为99％或更高。对于从截止波长扩展到高于截止波长200nm的波长范围，通过2mm厚玻璃样品的透射率可以为99％或更高。
对于从截止波长扩展到低于截止波长25nm的波长范围，通过2mm厚玻璃样品的透射率可以为1％或更低。对于从截止波长扩展到低于截止波长50nm的波长范围，通过2mm厚玻璃样品的透射率可以为1％或更低。对于从截止波长扩展到低于截止波长75nm的波长范围，通过2mm厚玻璃样品的透射率可以为1％或更低。对于从截止波长扩展到低于截止波长100nm的波长范围，通过2mm厚玻璃样品的透射率可以为1％或更低。
在一个实施方式中，在不存在光致变色响应时，光致变色玻璃是未着色的。如本文中所使用的，未着色意为具有平均视力的观看者在通过厚度为2mm的玻璃样品(其处于其非光致变色状态)观看时观察不到颜色。在该实施方式中，对截止波长进行定位，使得可见波长高效(透射率≥99％)地透射通过玻璃(其处于非光致变色状态)，而UV波长低效(透射率≤1％)地透射通过玻璃(其处于非光致变色状态)。
如下文更完整地描述，可以通过控制卤化亚铜钠米晶体的组成来改变吸收边的光谱位置。例如，卤化物组分的选择影响吸收边的光谱位置。氯化亚铜纳米晶体的吸收边在比溴化亚铜纳米晶体的吸收边更短的波长处出现。通过在卤化亚铜纳米晶体中包含氯化物和溴化物的组合可以获得吸收边的中间位置，其中，随着纳米晶体的溴化物含量相对于纳米晶体的氯化物含量增加，吸收边向着更长的波长位移。
虽然不希望囿于理论，但是认为本公开玻璃的卤化亚铜纳米晶体包括Cu2+。还认为，在卤化亚铜纳米晶体中存在Cu2+提供了吸收特征，该吸收特征能够在暴露于可见光后，即引发来自卤化亚铜纳米晶体的光致变色响应。吸收特征发生在光谱的可见部分中，其能量小于与激子吸收相关的吸收边能量。在第5,281,562号美国专利中描述了在非光致变色卤化亚铜玻璃中不存在吸收特征。本公开的玻璃证明了，适当控制玻璃中的铜的氧化态以及玻璃的整体氧化态能够使Cu2+包含在卤化亚铜纳米晶体中，并且在卤化亚铜纳米晶体中存在Cu2+能够使卤化亚铜纳米晶体表现出光致变色响应，同时保留与缺少Cu2+的卤化亚铜纳米晶体相关的在光谱的UV或短波长可见部分中的锐截止。
图1示出了具有卤化亚铜纳米晶体的玻璃以及缺少卤化亚铜纳米晶体的组成相似的玻璃的吸收光谱。光谱10示出了具有以下组成的2mm厚玻璃样品的光谱，所述组成为：77.05重量％的SiO2、2.16重量％的Al2O3、14.6重量％的B2O3、4.5重量％的Na2O、0.44重量％的SnO2、0.28重量％的CuO、0.14重量％的Cl-和0.057重量％的Br-。光谱10指示了可见光中的高透射率，以及在400nm附近存在陡峭的吸收边。陡峭的吸收边指示在玻璃中存在卤化亚铜纳米晶体，并且该陡峭的吸收边对应卤化亚铜纳米晶体中的激子吸收过程。光谱20示出了缺少卤化亚铜纳米晶体的2mm厚玻璃样品的光谱。所述玻璃具有以下组成：54.35重量％的SiO2、6.87重量％的Al2O3、28.6重量％的B2O3、7.77重量％的Na2O、0.10重量％的SnO2、1.20重量％的CuO、0.18重量％的WO3和0.023重量％的Ag。该组成包括Cu，但是缺少卤化物。光谱20指示了可见光中的高透射率，以及UV中的逐渐增加的吸收。在光谱20中观察到的宽的UV吸收带对应玻璃的带隙吸收。在玻璃中不存在卤化亚铜纳米晶体排除了在光谱10中观察到的锐利激子吸收特征。相对于表现出光谱20的玻璃，表现出光谱10的玻璃提供了优异的截止性能。虽然表现出光谱20的玻璃吸收UV辐射，但是其吸收得并不完全，并且使可观量的UV强度通过玻璃。
光谱30示出了代表性基础玻璃的2mm厚玻璃样品的光谱。该玻璃具有以下组成：56.14重量％的SiO2、6.01重量％的Al2O3、29.9重量％的B2O3、8.38重量％的Na2O和0.12重量％的SnO2。该玻璃缺少Cu，并且缺少卤化物。光谱30指示玻璃未表现出UV锐截止，并且透射了UV光谱的大部分。相对于通过光谱10和光谱20描述的玻璃，带边吸收向着显著更短的波长位移。结果指示包含Cu使得吸收边向着更长的波长位移，并且在某些组成条件和制备条件中，进一步包含卤化物提供了锐截止波长。
虽然表现出光谱10的玻璃表现出了锐截止，但是该玻璃不是光致变色的。本文的玻璃以同时具有锐截止和光致变色响应为特征。图2示出了本公开的代表性玻璃的光谱。光谱40示出了具有以下组成的2mm厚玻璃样品的光谱，所述组成为：54.58重量％的SiO2、6.91重量％的Al2O3、27.70重量％的B2O3、7.8重量％的Na2O、0.11重量％的SnO2、1.12重量％的CuO、0.02重量％的Ag、0.132重量％的Cl-和0.321重量％的Br-。该玻璃包括卤化亚铜纳米晶体，并且其光谱在400nm附近表现出锐利激子吸收边。与光谱40相关的玻璃在延伸超过激子吸收带进入到可见波长(最高达～500nm)的波长下还表现出另外的吸收特征。认为另外的吸收特征是由于在玻璃的卤化亚铜纳米晶相中存在Cu2+。Cu2+的存在通过玻璃的略微绿色色彩以及在800nm附近存在吸收带(未示出)得到证实，800nm附近的吸收带与已知的Cu2+的晶场跃迁一致。
光谱50示出了具有以下组成的2mm厚玻璃样品的光谱，所述组成为：54.43重量％的SiO2、6.90重量％的Al2O3、28.0重量％的B2O3、7.74重量％的Na2O、0.10重量％的SnO2、1.12重量％的CuO、0.17重量％的WO3、0.019重量％的Ag、0.132重量％的Cl-和0.325重量％的Br-。除了包含WO3，表现出光谱50的玻璃在组成上与表现出光谱40的玻璃相似。除了由于在卤化亚铜纳米晶体中存在Cu2+而引起的吸收之外，在玻璃中包含WO3使得光谱的可见部分中的吸收增强。在400nm附近的UV锐截止得到了保留。
不希望囿于理论，认为，在卤化亚铜纳米晶相中存在Cu2+将缺陷态引入到卤化亚铜纳米晶体的带隙中。在带隙中存在缺陷态提供了另外的状态，在这些状态之间可发生吸收跃迁。这样的吸收跃迁能在比带隙能量低的能量下发生，并因此能在比与带边吸收或激子吸收相关的吸收跃迁更长的波长下发生。认为在图2中观察到的与Cu2+相关的缺陷吸收带是源于卤化亚铜纳米晶体的带隙中存在的缺陷态。当卤化亚铜纳米晶体中包含Cu2+时，其占据了Cu+的位点。为了保持电荷中性，一个Cu2+离子进入结构，并且移除两个Cu+离子。Cu2+离子占据了Cu+位点中的一个位点，而另一个Cu+位点是空的。空位和Cu2+离子代表了卤化亚铜纳米晶体结构中的扰动。扰动使周期性间断并且在带隙中产生了状态。与缺少Cu+离子相关的空位是阳离子空位。认为，不存在Cu+离子降低了在空位附近的Cl-离子上的电子的结合能，从而在稍高于卤化亚铜纳米晶体的价带边的能量处产生与缺陷相关的能态。类似地，相对于Cu2+所取代的Cu+离子来说，Cu2+是缺电子的，并且将更强的吸引力施加在相邻的Cl-离子上，从而在稍低于卤化亚铜纳米晶体的导带边的能量处产生与缺陷相关的能态。
在卤化亚铜纳米晶体中包含Cu2+的净效果是在卤化亚铜的带隙中引入了一个或多个与缺陷相关的能态。与缺陷相关的能态可以位于在导带边和/或价带边附近的带隙中。在比带隙能量低的能量下，以及在比激子吸收的能量低的能量下，发生缺陷态之间的光跃迁、价带中的状态与缺陷态之间的光跃迁、或者缺陷态与导带之间的光跃迁。这些类型中的一种或多种跃迁促进了在可见波长中，在本公开的光致变色玻璃中观察到与Cu2+相关的缺陷吸收。
卤化亚铜纳米晶相可以在下述波长下在可见光中吸收：小于550nm、或小于525nm、或小于500nm、或小于475nm、或小于450nm、或者在400nm–575nm的范围内、或者在400nm–550nm的范围内、或者在400nm–525nm的范围内。
认为在可见光中存在与Cu2+相关的缺陷吸收特征能够在本公开的玻璃中产生光致变色响应。光致变色响应的机制包括Cu+还原成Cu0，以及Cu0离子聚集在卤化亚铜纳米晶体中或卤化亚铜纳米晶体的表面上，从而形成Cu0纳米相。Cu0纳米相具有表面等离子体激元，其在可见光中宽泛吸收以提供光暗化作用。可见光中的与Cu2+相关的缺陷吸收提供了一种机制，该机制通过提供使Cu+光还原成Cu0所需的能量，而引入了诱导卤化亚铜纳米晶体中的光致变色响应所需的能量。在具有卤化亚铜纳米晶体的玻璃中，并且所述卤化亚铜纳米晶体缺少光致变色响应，未观察到与Cu2+相关的缺陷特征，并且不存在可见光通过其可引入驱使Cu+光还原成Cu0所需的能量的机制。非光致变色卤化亚铜玻璃可以包括或者可以不包括Cu2+。然而，如果存在Cu2+，则在非光致变色卤化亚铜玻璃中的任何Cu2+存在于玻璃相中而非卤化亚铜纳米晶相中。
本公开的玻璃可通过以与本文所述的组合物一致的比例分批熔化成分氧化物和卤化物化合物来制备。合并各成分组分以形成批料组合物，并且熔化。熔化可以在坩埚或其他合适的容器中进行，通过常规成形方法，例如拉制、拉丝、压制、模制、冷却等，可以将熔融玻璃形成为玻璃。任选地，可以对玻璃进行退火。
为了在玻璃光谱的UV或短波长可见部分中产生锐截止，需要在玻璃中建立卤化亚铜纳米晶相。为了进一步确保在可见激发后有光致变色响应，在一个实施方式中，卤化亚铜纳米晶相需要包括有效量的Cu2+。本公开的玻璃组成和热处理条件为玻璃建立了氧化态，其能够形成具有合适Cu2+浓度的卤化亚铜纳米晶相。
有利于形成卤化亚铜纳米晶体的热处理条件包括在空气环境中加热到480℃至550℃，并且保持至少1分钟、或至少10分钟、或至少20分钟、或至少30分钟、或至少1小时、或至少2小时、或至少4小时、或至少8小时、或至少12小时、或至少16小时、或者在1分钟–24小时范围内的时间、或者在1分钟–12小时范围内的时间、或者在5分钟–24小时范围内的时间、或者在30分钟–20小时范围内的时间、或者在1小时–16小时范围内的时间、或者在1小时–10小时范围内的时间。
在熔化批料组合物后发生热处理。可以使批料组合物冷却和固化。当批料组合物到达室温之前，在批料组合物的冷却期间，在批料组合物从熔化条件冷却到室温时，可以发生本文公开的热处理。或者，可以在批料组合物已经固化或冷却到室温后发生热处理，这通过随后将固化的批料组合物重新加热到本文公开的热处理条件来进行。
图3(a)-(c)例示了在不同的热处理条件下，代表性的玻璃的光暗化响应。玻璃组成为：54.44重量％的SiO2、6.98重量％的Al2O3、28.68重量％的B2O3、7.70重量％的Na2O、0.93重量％的CuO、0.83重量％的As2O3、0.168重量％的Cl-和0.19重量％的Br-。玻璃厚度为2mm。在空气中，于500℃下对玻璃热处理2小时(图3(a))、12小时(图3(b))和24小时(图3(c))。各个图示出了作为暴露于宽带光源(1kW HgXe灯)的时间函数的透射率。对于不超过图3(a)-(c)中虚线所划定的时间的暴露时间，光源用400nm长通滤波器过滤，并且仅将玻璃暴露于波长比400nm更长的光。对于比图3(a)-(c)中虚线所划定的时间更久的暴露时间，移除长通滤波器并且将样品暴露于光源的全光谱。
通过测量绿色激光束通过样品的透射率来对光暗化响应进行表征。保持绿色激光束的强度较低，以防止绿色激光改变由宽带光源产生的光暗化作用。在热处理之前，玻璃在400nm处表现出光透射。在热处理后，由于形成了卤化亚铜纳米晶体，因此形成了强的吸收边。在加热短时间后(例如图3(a))，吸收边明显。吸收边的波长通过卤化亚铜纳米晶体中的Cl-比Br-比值来控制。在进一步热处理后(例如图3(b)和3(c))，卤化亚铜相的存在引发了光致变色，如当用大于400nm波长的光照射玻璃时观察到透射率下降所证实的。
图4示出了包括铜和卤化物的两种玻璃的吸收光谱。光谱60是针对具有以下组成的2mm厚玻璃进行测量的，所述组成为：53.89重量％的SiO2、8.65重量％的Al2O3、26.60重量％的B2O3、8.64重量％的Na2O、0.96重量％的CuO、0.71重量％的As2O3、0.218重量％的Cl-和0.121重量％的Br-。光谱70是针对具有以下组成的2m厚玻璃进行测量的，所述组成为：51.22重量％的SiO2、21.02重量％的Al2O3、10.40重量％的B2O3、14.02重量％的Na2O、0.85重量％的CuO、0.66重量％的As2O3、0.286重量％的Cl-和0.121重量％的Br-。图4的光谱显示出虽然两种玻璃均含有铜和卤化物，但是仅具有光谱60的玻璃表现出在400nm附近提供锐截止的激子吸收特征。对于表现出光谱70的玻璃，其基础玻璃在热处理后不能形成铜卤化物纳米晶体。在光谱70中缺少激子吸收特征是由于在玻璃中不存在铜卤化物纳米晶体所致。图4的结果指示，来自含铜和卤化物组分的玻璃的铜卤化物纳米晶体，其稳定化需要具有合适组成的基础玻璃。在玻璃中仅存在铜和卤化物是不足以稳定铜卤化物纳米晶相的。
图5示出了表现出激子吸收的两种玻璃的吸收光谱。光谱80是针对具有以下组成的248μm厚玻璃进行测量的，所述组成为：54.21重量％的SiO2、6.89重量％的Al2O3、28.73重量％的B2O3、7.76重量％的Na2O、1.04重量％的CuO、0.10重量％的SnO2、0.17重量％的WO3、0.021重量％的Ag、0.132重量％的Cl-和0.316重量％的Br-。光谱90是针对具有以下组成的268μm厚玻璃进行测量的，所述组成为：54.26重量％的SiO2、6.90重量％的Al2O3、28.73重量％的B2O3、7.86重量％的Na2O、0.94重量％的CuO、0.10重量％的SnO2、0.17重量％的WO3、0.019重量％的Ag、0.077重量％的Co2O3、0.134重量％的Cl-和0.321重量％的Br-。两种玻璃均包含铜、卤化物、Ag和WO3。具有光谱90的玻璃还包括低浓度的Co2O3。结果指示，对于具有合适的基础玻璃组成的玻璃来说，Ag、WO3和着色剂的引入未阻碍铜卤化物纳米晶体的形成。在两种玻璃中均观察到激子吸收特征。
图6(a)和6(b)示出了卤化亚铜纳米晶相中的卤化物组成不同的一系列样品的吸收光谱。玻璃具有下表1中列出的组合物92-97，并且分别具有图6(a)和6(b)中的迹线92-97所描述的光谱。组合物92、93和94的光谱在图6(a)描述的比例上来看是相似的，而在图6(b)所示的放大图中更容易区分。
表1——具有图6A和6B所示光谱的玻璃的组成(以重量％计)
组合物92-97的基础玻璃组成相似。感兴趣的区别在于卤化物含量。在组合物92-97系列中，Cl-浓度降低，并且在组合物92-97系列中，Br-浓度升高。每个光谱均表现出了激子吸收特征，这与存在卤化亚铜纳米晶相是一致的。结果指示，随着Br-浓度升高，与激子吸收特征相关的截止波长向着更长的波长位移。组合物92观察到最短的截止波长，并且随着Br-浓度升高，观察到了逐渐更长的截止波长。图6(b)示出了光谱在截止波长附近的放大图。在图7中对趋势进行了量化，图7示出了UV截止波长作为玻璃中Br-含量[针对Br的分子量(79.9g/mol)进行归一化的Br重量％)]与卤化物总含量(Br-+Cl-)[针对Br的分子量(79.9g/mol)进行归一化的Br重量％与针对Cl的分子量(35.5g/mol)进行归一化的Cl重量％的总和]的比值的函数。根据表1中示出的组合物以及图6(a)和6(b)来标记图7中的数据点。数据显示，能够通过改变卤化亚铜纳米晶相中的卤化物组成来控制截止波长。
在另外的实施方式中，本说明书扩展到具有UV锐截止的光致变色玻璃，其具有包含银的卤化亚铜纳米晶相。含银的卤化亚铜纳米晶相还包括Cu2+。可以通过在批料组合物中包含银前体，例如银氧化物(AgO或Ag2O)或硝酸银(AgNO3)而将银包含在玻璃组合物中。在玻璃中，银主要以Ag+存在，并且在光致变色转换期间，其通过光还原而被还原成Ag0。
已经观察到，在卤化亚铜纳米晶体中包含Ag增强了光致变色性能。图8(a)和8(b)示出了两种光致变色玻璃的光暗化响应。如上文结合图3(a)-3(c)所述测量光暗化响应。图8(a)描述的玻璃的厚度为2mm，并且具有以下组成：54.21重量％的SiO2、6.89重量％的Al2O3、28.73重量％的B2O3、7.76重量％的Na2O、1.04重量％的CuO、0.10重量％的SnO2、0.17重量％的WO3％、0.021重量％的Ag、0.132重量％的Cl-和0.316重量％的Br-，并且在卤化亚铜纳米晶相中包含Ag。图8(b)描述的玻璃的厚度为2mm，并且具有以下组成：54.53重量％的SiO2、6.93重量％的Al2O3、28.78重量％的B2O3、7.91重量％的Na2O、1.07重量％的CuO、0.11重量％的SnO2、0.149重量％的Cl-和0.33重量％的Br-，并且在卤化亚铜纳米晶相中缺少Ag。结果显示，当在组合物中包含Ag时，玻璃的光暗化率显著增强。在组合物中存在WO3也有助于光暗化过程。在图8(b)中，在2.5分钟附近的峰显示出当遮盖照明灯30秒时出现复明。
图9(a)-(c)例示了温度对光致变色玻璃的光暗化响应的影响，所述光致变色玻璃含有具有Ag的卤化亚铜纳米晶相。玻璃组成为：54.21重量％的SiO2、6.88重量％的Al2O3、28.73重量％的B2O3、7.73重量％的Na2O、1.14重量％的CuO、0.10重量％的SnO2、0.18重量％的WO3、0.022重量％的Ag、0.131重量％的Cl-和0.34重量％的Br-。玻璃厚度为2mm。如上文结合图3(a)-3(c)所述测量光暗化响应。图9(a)、9(b)和9(c)分别示出了在72°F、122°F和160°F下的响应。随着温度的升高，光暗化响应变弱。图9(d)示出了与光暗化响应相关的吸收(用单位mm-1表示)作为1000/T(用单位K-1表示)的函数的温度依赖性的阿雷尼乌斯图。报告的吸收是将玻璃暴露于白光下5分钟之后的吸收。阿雷尼乌斯图显示出对倒数温度的线性依赖性，这与光暗化响应机制的扩散控制过程一致。
图10(a)和10(b)分别示出了与具有含Ag和不含Ag的卤化亚铜纳米晶相的玻璃的光暗化相关的差示吸收光谱。表现出图10(a)所示光谱的玻璃具有以下组成：54.22重量％的SiO2、6.93重量％的Al2O3、28.69重量％的B2O3、7.76重量％的Na2O、0.94重量％的CuO、0.87重量％的As2O3、0.021重量％的Ag、0.235重量％的Cl-和0.12重量％的Br-，并且表现出图10(b)所示光谱的玻璃具有以下组成：54.01重量％的SiO2、6.90重量％的Al2O3、28.66重量％的B2O3、7.76重量％的Na2O、0.97重量％的CuO、0.80重量％的As2O3、0.18重量％的WO3、0.242重量％的Cl-和0.134重量％的Br-。玻璃样品的厚度为2mm。
与图10(a)和10(b)所示的差示吸收带相关的吸光度是将玻璃暴露于可见光下而在玻璃中观察到暗化的原因。将玻璃置于分光光度计中并且通过将玻璃暴露于蓝色激光(405nm)而进行光暗化。将玻璃样品暴露于蓝色激光直到在玻璃上显现出暗斑。然后移除蓝色激光，并且相对于移除蓝色激光的时间，获得作为时间函数的一系列差示光谱。差示光谱显示出与光暗化相关的吸收跃迁的复明响应。图10(a)和10(b)所示的差示光谱的坐标Δ(吸收)对应于光暗化状态中玻璃的吸光度相对于原始(非光暗化)态中玻璃的吸光度的变化。在图10(a)和10(b)中的具有最大强度的差示光谱对应于在移除蓝色激光之后的第一次测量扫描中，玻璃相对于其非暗化状态的吸收差异。剩余的光谱显示出随着玻璃回到其原始的非暗化状态，光致吸收衰减。该系列的光谱是在移除光源后作为连续光谱扫描获得的。在图10(a)和10(b)的图例中列出的时间(表示为小时:分:秒)对应于连续光谱扫描的开始时间。应理解的是，扫描需要有限量的时间，并且在扫描期间可能发生某种程度的衰减，使得差示光谱可能对应于扫描的测量时间内的平均值。在移除蓝色激光之后，以增加的时间对光谱进行排序(从高强度到低强度)。随着时间增加，在光暗化响应逆转并且玻璃恢复到其原始的非暗化状态时，观察到吸收强度的更大程度的衰减。
图10(a)和10(b)中所示的光谱的值得注意的特征是在卤化亚铜纳米晶相中具有Ag的玻璃和在卤化亚铜纳米晶相中不具有Ag的玻璃的吸收特征的波长差异。在卤化亚铜纳米晶相中不具有Ag的玻璃(图10(b))表现出在600nm附近具有强的吸收峰，该吸收峰在卤化亚铜纳米晶相中具有Ag的玻璃(图10(a))的光谱中未显现。在600nm附近观察到的光谱特征与在光致变色转变成暗化状态期间，Cu+光还原成Cu0一致，并且对应于与在卤化亚铜纳米晶体表面处或附近聚集的Cu0纳米相相关的等离子体激元吸收。在卤化亚铜纳米晶相中具有Ag的玻璃的主要吸收特征出现在500nm附近。该特征与已知的与经典的卤化银光致变色玻璃中的聚集的Ag0纳米相相关的等离子体激元吸收带一致。结果指示，在含Ag的卤化亚铜纳米晶相的光激发下优先还原Ag。Ag0等离子体激元吸收跃迁的消光系数高于Cu0等离子体激元吸收跃迁的消光系数，这与图8(a)和8(b)中提到的增强的光暗化效应一致。
具有含Ag的卤化亚铜纳米晶相的光致变色玻璃在390nm–540nm范围内、或者在450nm–530nm范围内、或者在460nm–520nm范围内的波长处具有峰值吸收。具有含Ag和Cu2+的卤化亚铜纳米晶相的光致变色玻璃在390nm–540nm范围内、或者在450nm–530nm范围内、或者在460nm–520nm范围内的波长处具有峰值吸收。
除非另有表述，否则都不旨在将本文所述的任意方法理解为需要使其步骤以具体顺序进行。因此，如果方法权利要求实际上没有陈述为其步骤遵循一定的顺序，或者其没有在权利要求书或说明书中以任意其他方式具体表示步骤限于具体的顺序，则都不旨在暗示该任意特定顺序。
对本领域的技术人员而言，显而易见的是可以进行各种修改和变动而不偏离例示的实施方式的精神或范围。因为本领域技术人员可以结合例示的实施方式的精神和实质，对所公开的实施方式进行各种改良、组合、子项组合和变化，因此应认为本说明书包括所附权利要求书范围内的全部内容及其等同内容。
Claims (59)
1.一种光致变色玻璃，其包括：
基础玻璃，所述基础玻璃包含19重量％-39重量％的B2O3、0.5重量％-15重量％的Al2O3、46重量％-65重量％的SiO2、3.5重量％-12.5重量％的碱金属氧化物和0.005重量％-0.40重量％的SnO2；以及
0.56重量％–1.28重量％的铜；以及
0.1重量％-0.7重量％的卤化物；和
光致变色剂，所述光致变色剂包括在所述基础玻璃中的卤化亚铜纳米晶相，所述卤化亚铜钠米晶相包括铜组分和卤化物组分，所述铜组分包括至少一部分的所述铜，所述至少一部分的所述铜包括Cu+和Cu2+，所述卤化物组分包括至少一部分的所述卤化物；
其中，所述光致变色玻璃具有小于410nm的截止波长。
2.如权利要求1所述的光致变色玻璃，其中，所述基础玻璃包括：22重量％-35重量％的B2O3、1.0重量％-11重量％的Al2O3、50重量％-61重量％的SiO2和4.5重量％-10.5重量％的碱金属氧化物。
3.如权利要求1所述的光致变色玻璃，其中，所述基础玻璃包括：24重量％-33重量％的B2O3、1.5重量％-9重量％的Al2O3、52重量％-59重量％的SiO2和5.0重量％-9.5重量％的碱金属氧化物。
4.如权利要求1-3中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述碱金属氧化物为Na2O。
5.如权利要求1-4中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃包括0.64重量％-1.12重量％的所述铜。
6.如权利要求1-4中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃包括0.72重量％-0.96重量％的所述铜。
7.如权利要求1-6中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃包括0.01重量％-1.20重量％的所述卤化物。
8.如权利要求1-6中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃包括0.10重量％-0.60重量％的所述卤化物。
9.如权利要求1-8中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述卤化物是Cl。
10.如权利要求9所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃包括0.01重量％-0.80重量％的所述卤化物。
11.如权利要求9所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃包括0.05重量％-0.50重量％的所述卤化物。
12.如权利要求1-8中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述卤化物是Cl与Br的组合。
13.如权利要求12所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃包括0.01重量％-0.60重量％的所述Cl和0.01重量％-0.70重量％的所述Br。
14.如权利要求12所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃包括0.01重量％-0.40重量％的所述Cl和0.01重量％-0.50重量％的所述Br。
15.如权利要求1-14中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述卤化亚铜纳米晶相在400nm–575nm的波长范围内吸收光。
16.如权利要求1-14中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述卤化亚铜纳米晶相在450nm–525nm的波长范围内吸收光。
17.如权利要求1-16中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃表现出吸收边，所述吸收边具有小于420nm的截止波长。
18.如权利要求1-16中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃表现出吸收边，所述吸收边具有小于400nm的截止波长。
19.如权利要求1-16中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃表现出吸收边，所述吸收边具有在370nm–420nm范围内的截止波长。
20.如权利要求1-16中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃表现出吸收边，所述吸收边具有在390nm–405nm范围内的截止波长。
21.如权利要求1-20中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃表现出吸收边，所述吸收边具有至少0.20cm-1/nm的斜率。
22.如权利要求21所述的光致变色玻璃，其中，所述斜率出现在370nm–420nm范围内的波长处。
23.如权利要求1-20中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃表现出吸收边，所述吸收边具有至少0.40cm-1/nm的斜率。
24.如权利要求23所述的光致变色玻璃，其中，所述斜率出现在370nm–420nm范围内的波长处。
25.如权利要求1-24中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃还包括银，所述卤化亚铜纳米晶相还包括至少一部分的所述银。
26.如权利要求25所述的光致变色玻璃，其中，所述卤化亚铜纳米晶相表现出峰值波长在440nm–540nm范围内的吸收带。
27.如权利要求1-26中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃的截止波长小于或等于405nm。
28.如权利要求1-26中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃的截止波长小于或等于400nm。
29.如权利要求1-26中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃的截止波长小于或等于395nm。
30.如权利要求1-29中任一项所述的光致变色玻璃，其中，所述玻璃是未着色的。
31.如权利要求1-30中任一项所述的光致变色玻璃，其中，在从所述截止波长到比所述截止波长高25nm的波长的波长范围内的每个波长处，厚度为2mm的所述玻璃的样品的透射率为99％或更高。
32.如权利要求31所述的光致变色玻璃，其中，在从所述截止波长到比所述截止波长低25nm的波长的波长范围内的每个波长处，所述样品的透射率为1％或更低。
33.如权利要求1-30中任一项所述的光致变色玻璃，其中，在从所述截止波长到比所述截止波长高50nm的波长的波长范围内的每个波长处，厚度为2mm的所述玻璃的样品的透射率为99％或更高。
34.如权利要求33所述的光致变色玻璃，其中，在从所述截止波长到比所述截止波长低50nm的波长的波长范围内的每个波长处，所述样品的透射率为1％或更低。
35.如权利要求1-30中任一项所述的光致变色玻璃，其中，在从所述截止波长到比所述截止波长高100nm的波长的波长范围内的每个波长处，厚度为2mm的所述玻璃的样品的透射率为99％或更高。
36.如权利要求35所述的光致变色玻璃，其中，在从所述截止波长到比所述截止波长低75nm的波长的波长范围内的每个波长处，所述样品的透射率为1％或更低。
37.如权利要求1-30中任一项所述的光致变色玻璃，其中，在从所述截止波长到比所述截止波长高200nm的波长的波长范围内的每个波长处，厚度为2mm的所述玻璃的样品的透射率为99％或更高。
38.如权利要求37所述的光致变色玻璃，其中，在从所述截止波长到比所述截止波长低25nm的波长的波长范围内的每个波长处，所述样品的透射率为1％或更低。
39.一种制造光致变色玻璃的方法，所述方法包括：
使批料组合物熔化，所述批料组合物包含19重量％-39重量％的B2O3、0.5重量％-15重量％的Al2O3、46重量％-65重量％的SiO2、3.5重量％-12.5重量％的碱金属氧化物、0.40重量％-2.5重量％的CuO和0.01重量％-1.3重量％的卤化物。
40.如权利要求39所述的方法，其中，所述批料组合物包括：22重量％-35重量％的B2O3、1.0重量％-11重量％的Al2O3、50重量％-61重量％的SiO2、4.5重量％-10.5重量％的碱金属氧化物、0.60重量％-1.8重量％的CuO和0.10重量％-0.60重量％的卤化物。
41.如权利要求38或39所述的方法，其中，所述卤化物包括Cl。
42.如权利要求39-41中任一项所述的方法，其中，所述批料组合物包括0.01重量％-0.80重量％的所述卤化物。
43.如权利要求39-41中任一项所述的方法，其中，所述批料组合物包括0.05重量％-0.50重量％的所述卤化物。
44.如权利要求38或39所述的方法，其中，所述卤化物包括Cl和Br。
45.如权利要求44所述的方法，其中，所述批料组合物包括0.01重量％-0.60重量％的所述Cl和0.01重量％-0.70重量％的所述Br。
46.如权利要求44所述的方法，其中，所述批料组合物包括0.01重量％-0.40重量％的所述Cl和0.01重量％-0.50重量％的所述Br。
47.如权利要求39-46中任一项所述的方法，其中，所述批料组合物还包括氧化还原剂。
48.如权利要求47所述的方法，其中，所述氧化还原剂包括Sn。
49.如权利要求48所述的方法，其中，所述批料组合物包括最高达0.80重量％的所述氧化还原剂。
50.如权利要求39-49中任一项所述的方法，其中，所述批料组合物还包括银氧化物。
51.如权利要求39-50中任一项所述的方法，其还包括冷却所述批料组合物，所述冷却发生在所述熔化之后。
52.如权利要求51所述的方法，其中，所述冷却包括将所述批料组合物保持在480℃–550℃范围内的温度下至少1小时。
53.如权利要求51所述的方法，其中，所述冷却包括将所述批料组合物保持在480℃–550℃范围内的温度下至少4小时。
54.如权利要求51所述的方法，其中，所述冷却包括将所述批料组合物保持在480℃–550℃范围内的温度下至少8小时。
55.如权利要求51所述的方法，其中，所述冷却使所述批料组合物固化形成玻璃。
56.如权利要求55所述的方法，其还包括加热所述玻璃，所述加热包括将所述玻璃保持在480℃–550℃范围内的温度下，保持1分钟至24小时范围内的时间。
57.如权利要求56所述的方法，其中，所述加热包括将所述玻璃保持在480℃–550℃范围内的温度下，保持1分钟至12小时范围内的时间。
58.如权利要求56所述的方法，其中，所述加热包括将所述玻璃保持在480℃–550℃范围内的温度下，保持1小时至10小时范围内的时间。
59.一种光致变色玻璃，其包括：
基础玻璃，所述基础玻璃包含19重量％-39重量％的B2O3、0.5重量％-15重量％的Al2O3、46重量％-65重量％的SiO2、3.5重量％-12.5重量％的碱金属氧化物和0.005重量％-0.40重量％的SnO2；以及
0.64重量％–1.12重量％的铜；以及
0.1重量％-0.7重量％的卤化物；和
光致变色剂，所述光致变色剂包括在所述基础玻璃中的卤化亚铜纳米晶相，所述卤化亚铜钠米晶相包括铜组分和卤化物组分，所述铜组分包括至少一部分的所述铜，所述至少一部分的所述铜包括Cu+和Cu2+，所述卤化物组分包括至少一部分的所述卤化物；以及
0.005重量％–0.05重量％的Ag；以及
0.05重量％-0.50重量％的WO3。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114839709A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-08-02 | 大连海事大学 | 一种Cu2+离子掺杂钙钛矿量子点玻璃滤光片 |
| CN116217079A (zh) * | 2022-12-26 | 2023-06-06 | 昆明理工大学 | 一种响应紫外光建筑玻璃的制备方法及应用 |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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| US11053159B2 (en) * | 2017-12-13 | 2021-07-06 | Corning Incorporated | Polychromatic articles and methods of making the same |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1034526A (zh) * | 1988-01-25 | 1989-08-09 | 秦皇岛耀华玻璃厂 | 无银光致变色玻璃 |
| CN1055723A (zh) * | 1990-04-20 | 1991-10-30 | 安徽省凤阳光色玻璃厂 | 光致变色玻璃的光色可逆互变处理方法 |
| EP0579945A1 (en) * | 1992-07-21 | 1994-01-26 | Corning Incorporated | Ultraviolet absorbing glasses |
| EP0698583A2 (en) * | 1994-08-23 | 1996-02-28 | Corning Incorporated | Ophthalmic lens of photochromic glass |
| EP1918259A1 (en) * | 2006-10-17 | 2008-05-07 | Corning Incorporated | Contrast-enhancing uv-absorbing glass and articles containing same |
| TW201004888A (en) * | 2008-01-29 | 2010-02-01 | Corning Inc | Polarizing photorefractive glass |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3208860A (en) | 1962-07-31 | 1965-09-28 | Corning Glass Works | Phototropic material and article made therefrom |
| US3197296A (en) | 1962-11-14 | 1965-07-27 | Corning Glass Works | Glass composition and method of producing transparent phototropic body |
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| US3954485A (en) | 1974-09-16 | 1976-05-04 | Corning Glass Works | Silver-free polarizing photochromic glasses |
| US4166745A (en) | 1977-12-16 | 1979-09-04 | Corning Glass Works | Refractive index-corrected copper-cadmium halide photochromic glasses |
| US4222781A (en) | 1979-08-16 | 1980-09-16 | Corning Glass Works | Optically clear copper halide photochromic glass articles |
| US4284686A (en) | 1980-06-09 | 1981-08-18 | Corning Glass Works | Spectacle lenses to reduce discomfort from aphakia and certain eye diseases |
| JPH0664936A (ja) * | 1992-08-21 | 1994-03-08 | Asahi Glass Co Ltd | 紫外線シャープカットガラスの製造法 |
| US5430573A (en) | 1993-12-15 | 1995-07-04 | Corning Incorporated | UV-absorbing, polarizing glass article |
| US5491117A (en) | 1995-01-23 | 1996-02-13 | Corning Incorporated | Optical filter glasses |
| PT855993E (pt) | 1995-10-18 | 2001-04-30 | Corning Inc | Vidros de elevado indice que absorvem a radiacao uv |
| EP0881995B9 (en) | 1996-02-21 | 2002-05-22 | Corning Incorporated | Strong uv absorbing glass |
| US5925468A (en) | 1996-04-12 | 1999-07-20 | Corning Incorporated | Solarizaton resistant and UV blocking glass |
| FR2789673B1 (fr) * | 1999-02-12 | 2001-05-04 | Corning Sa | Verres mineraux incolores avec un front d'absorption optique abrupte entre 370 et 425 nm; produits en lesdits verres |
| WO2007058185A1 (ja) * | 2005-11-15 | 2007-05-24 | Isuzu Glass Co., Ltd. | 青紫光遮断ガラス |
| US7618908B2 (en) * | 2005-12-20 | 2009-11-17 | Corning Incorporated | Visible light optical polarizer made from stretched H2-treated glass |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1034526A (zh) * | 1988-01-25 | 1989-08-09 | 秦皇岛耀华玻璃厂 | 无银光致变色玻璃 |
| CN1055723A (zh) * | 1990-04-20 | 1991-10-30 | 安徽省凤阳光色玻璃厂 | 光致变色玻璃的光色可逆互变处理方法 |
| EP0579945A1 (en) * | 1992-07-21 | 1994-01-26 | Corning Incorporated | Ultraviolet absorbing glasses |
| EP0698583A2 (en) * | 1994-08-23 | 1996-02-28 | Corning Incorporated | Ophthalmic lens of photochromic glass |
| EP1918259A1 (en) * | 2006-10-17 | 2008-05-07 | Corning Incorporated | Contrast-enhancing uv-absorbing glass and articles containing same |
| TW201004888A (en) * | 2008-01-29 | 2010-02-01 | Corning Inc | Polarizing photorefractive glass |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114839709A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-08-02 | 大连海事大学 | 一种Cu2+离子掺杂钙钛矿量子点玻璃滤光片 |
| CN114839709B (zh) * | 2022-03-22 | 2024-03-29 | 大连海事大学 | 一种Cu2+离子掺杂钙钛矿量子点玻璃滤光片 |
| CN116217079A (zh) * | 2022-12-26 | 2023-06-06 | 昆明理工大学 | 一种响应紫外光建筑玻璃的制备方法及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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