氯化铈在玻璃行业的应用

在玻璃中的应用

1. 着色剂

• 黄色着色： 这是最经典的应用。在氧化气氛下，铈以 Ce⁴⁺ 形式存在，与玻璃基质中的钛离子（Ti⁴⁺）产生协同效应，形成非常稳定且鲜艳的铈-钛黄。

• 反应： Ce₂O₃（来自CeCl₃） + O₂ + TiO₂ → (Ce, Ti)O₂复合物

• 特点： 这种黄色耐高温、化学稳定性极佳，不会受玻璃熔制气氛的轻微影响而变色。常用于生产信号黄玻璃、艺术玻璃和滤光片。

• 橙红/棕色着色： 当玻璃中含有锌、锑等元素，并在还原气氛下熔制时，铈（Ce⁴⁺）可以与这些元素形成胶体态的铈-锌/锑复合物，产生从橙色到深棕色的一系列颜色。

2. 脱色剂

这是铈在普通玻璃（如瓶罐玻璃、平板玻璃）中最大量的应用。

• 化学脱色： 普通玻璃原料中通常含有微量的铁杂质（以 Fe²⁺ 和 Fe³⁺ 形式存在），使玻璃呈现淡蓝绿色。Ce⁴⁺ 是一种强氧化剂，能将着色力更强的 Fe²⁺ 氧化成着色力较弱的 Fe³⁺（淡黄色），从而“抵消”蓝色，使玻璃看起来更接近无色。同时，Ce⁴⁺ 本身呈现的淡黄色也能中和铁产生的淡蓝色。

• 物理脱色： 利用颜色的互补原理。通过添加微量的铈（与硒、钴等配合），引入与铁离子互补的淡紫色或粉红色调，中和玻璃的蓝绿色，达到视觉上无色的效果。

3. 功能添加剂

• 紫外线吸收剂： Ce⁴⁺ 对紫外线（尤其是UVA和UVB）有强烈的吸收能力，而对可见光区基本透明。因此，添加氧化铈的玻璃可用于制作防紫外线玻璃，如博物馆文物展柜、高档化妆品瓶、汽车和建筑用防晒玻璃。

• 防辐射玻璃： 含铈玻璃能有效吸收X射线和γ射线，用于制作特殊用途的防护玻璃。

• 澄清剂： CeO₂ 在高温下分解释放氧气，有助于排除玻璃熔体中的小气泡，但此用途不如砷、锑等传统澄清剂普遍。