I've done some of these beads before but using chalk sticks instead of magnesia because I did not have any. I further went on into making coloured lead glasses after that. By doping mixtures of orange lead oxide, boric acid and zinc oxide with metal and metal salts and melting them in a crucible.
Some of my favourite examples below:
Holmium oxide doped glasses under different types of illumination.
Dateianhänge
Holmium oxide doped glass under CFL ILLUMINATION RED
Holmium oxide doped glass under fluorescent lights ORANGE
Holmium oxide doped glass under natural illumination YELLOW
@Glaskocher: kannst du das mit der Rolle des Erhitzens, Abkühlens und wieder-Erhitzens nochmal genauer erklären? Wie geht man vor, was beobachtet man? Wieso ist das goldhaltige Glas erst farblos und wird beim Wiedererhitzen rot?
Übrigens habe ich erst auf dem Foto wirklich gesehen dass die Perle rosafarben war! Beim Versuch selbst war ich so beeindruckt von dem Goldkorn, das sich da abgeschieden hatte, dass ich die Färbung gar nicht bewusst wahrgenommen hatte. Und die Phosphorsalzperlen sind leider nicht Luftbeständig und erweichen/ zerfließen rasch und dann schmeiß ich sie weg.
@andrewtretiakov: thank you for sharing these impressive pictures! It would be nice to have a description of the experiment here in our collection
"Alles sollte so einfach wie möglich gemacht werden. Aber nicht einfacher." (A. Einstein 1871 - 1955)
"Wer nur Chemie versteht, versteht auch die nicht recht!" (G.C. Lichtenberg, 1742 - 1799)
"Die gefährlichste Weltanschauung ist die Weltanschauung der Leute, die die Welt nie gesehen haben." (Alexander v. Humboldt, 1769 - 1859)
aliquis hat geschrieben: ↑Donnerstag 28. Dezember 2023, 19:38
Wäre sonst (Di-)Sulfit noch ein geeignetes anorganisches Reduktionsmittel?
Ich habe es jetzt mal sowohl mit Sulfit wie auch mit Formiat als Reduktionsmittel ausprobiert, aber keine aussagekräftigen Resultate dabei erzielt (meist nur Grau- oder Schwarzfärbungen).
Insgesamt ergaben die Oxide nicht so schön gefärbte Perlen wie ich es von der Verwendung anderer Salze der entsprechenden Metalle gewohnt bin.
Kannst du für deine letzte Aussage einen Beleg erbringen? Gerade Oxide müssten eigentlich die klarsten Farben geben, weil sie sich gut mit der Salzsschmelze verbinden und keine störenden Fremdionen einbringen. In den älteren Büchern wird z.B. immer weider erwähnt, dass Chlorid stört, weshalb das Phosphorsalz frei von natriumchlorid sein muss.
Schade, dass Sulfit auch nicht funktioniert!
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Belege nicht, nur meine Versuchsergebnisse von vorhin, die aber mittlerweile alle schon in der Mülltonne gelandet sind.
Mit der Phosphorperle habe ich nicht so viele Erfahrungen, weil ich doch immer arge Mühe damit hatte, dass mir die Schmelze nicht vom Stäbchen tropft. Nach den ersten enttäuschenden Versuchen damit habe ich das daher nicht mehr weiterverfolgt.
Bei Borax hatte ich das Problem nie, da ist mir die Perle allenfalls mal vom Stäbchen "gepoppt". Auch Chlorid stört da nicht. Eisen-III-chlorid ergab stets rot (heiß) bzw. braun (kalt). Cobaltchlorid dunkelblau. Kupfersalz (Sulfat oder Chlorid) grün bis blau. Alles wenig überraschend.
Bei Verwendung der Oxide von Kupfer, Eisen und Vanadium zeigte heute aber weder Borax noch Phosphorsalz irgendeine charakteristische Färbung der Perlen. Offensichtlich hat da dann der Aufschluss nicht geklappt.
Mit Reduktionsflamme (mangels Lötrohr) oder reduzierender Schmelze habe ich zuvor noch nicht gearbeitet. Daher die heutigen Experimente. Natriumformiat als Reduktionsmittel funktionierte übrigens ebenso wenig wie Sulfit, es war aber interessant zu beobachten, wie da kleine Flämmchen aus den Perlen schlugen vom freiwerdenden Wasserstoff bzw. Kohlenmonoxid.
Oxidationsschmelzen mit Natriumcarbonat/Kaliumnitrat bei Chrom oder Mangan sind Klassiker, gelingen eigentlich immer, natürlich auch (und gerade) mit den Oxiden.
Als Heizquelle verwende ich für solche Experimente übrigens entweder meinen alten Spiritusbrenner oder aber meinen Lötbrenner. Da kann im Gegensatz zum Bunsenbrenner wenigstens nichts in die Gasdüsen krümeln/tropfen und diese dabei verstopfen. Es empfiehlt sich eine feuerfeste Unterlage, z. B. ein Schamottestein, ein ausrangiertes Keramikdrahtnetz oder zumindest eine Doppellage Alufolie.
Bei Verwendung der Oxide von Kupfer, Eisen und Vanadium zeigte heute aber weder Borax noch Phosphorsalz irgendeine charakteristische Färbung der Perlen.
Das ist vollkommen unerklärlich. Das muss an der Flamme liegen. Schaff dir ein Lötrohr an! Kostet <10 € und ist wirklich super!
"Alles sollte so einfach wie möglich gemacht werden. Aber nicht einfacher." (A. Einstein 1871 - 1955)
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Das funktioniert in der Lötbrennerflamme eigentlich fast genauso gut.
Diesmal hatte ich jedoch nur den Spiritusbrenner verwendet. Mit löslichen Salzen mag das gehen, aber zum Aufschluss der Oxide reicht die Temperatur vermutlich einfach nicht aus.
Ich werde nochmal drüber nachdenken, ob ich bei der nächsten Winlab-Bestellung das Lötrohr mit in den Warenkorb packe...
Dieser Wärmezyklus mit Schmelze, Abkühlung und Wiedererwärmung hat etwas mit der Mikro-Entmischung der Gläser zu Tun. In der Schmelzhitze sind die Gläser eine homogene Masse auf allen Maßstäben. Beim Abkühlen entmischen sie sich, was man gut an mit Fluorid getrübten Weißgläsern (Firma Effetre) sehen kann. Diese Entmischung teilt die Gläser zunächst in zwei, später oft in mehrere weitere Phasen auf, die man nur im Elektronenmikroskop sehen kann.
Die Verteilung der Goldatome zwischen diesen Phasen ist ungleichmäßig, wird aber beim reinen Erkalten im atomar dispersen Zustand eingefroren. Beim Wiedererwärmen über die Glasübergangstemperatur (innere Diffusion und das Verschieben einzelner Silikat-Tetraeder wird möglich) können sich die Goldatome in einer dieser Phasen zu Clustern zusammenfinden und das Glas wird pink.
Wenn man dieses Tempern zu lange oder zu oft nacheinander macht, dann wird das Glas "lebrig" und verliert seine schöne reine Farbe zu einem graustichigen, oft ins grünliche gehenden Farbton. Ein Wiederschmelzen löscht diese "thermische Erinnerung" und stellt den Zustand nach der Schmelze wieder her.
Am Lycurgus-Becher ist dieses Lebrige im Auflicht und das wundervolle Pink im Durchlicht sehr gut zu erkennen. Der Rumpf der Figur hat die allerschönste Farbe.
Glaskocher hat geschrieben: ↑Montag 1. Januar 2024, 23:21
Am Lycurgus-Becher ist dieses Lebrige im Auflicht und das wundervolle Pink im Durchlicht sehr gut zu erkennen. Der Rumpf der Figur hat die allerschönste Farbe.
Omg, das sind wunderschöne Objekte!
So eine Kunst das zu fertigen und zu schleifen und zu fassen… ich bin beeindruckt.
Making lead glass pebbles doped with different metals, transition metal salts and metal oxides:
Thanks @lemmi for your interest.
I'll try and write a quick summary on how to make these simple and fast lead glass pebbles.
The procedure is based on this but I have tweaked the recipe and added of course other dopants.
The pebbles are prepared as in the video. You can play around with the composition/ratios of the main mixture. I used 6 g of boric acid, 12 g of lead(II) oxide and 1 g of zinc oxide. Then add about (10 - 50mg) of colorant, dopant for each fresh mixture. Not too much, otherwise the glasses will be too opaque and dark almost black. I worked inside a fume hood to avoid inhaling any lead oxide powder whilst weighing and mixing the powders. The addition of boric acid makes them very stable due to the low coefficient of expansion provided by the boric oxide. This is similar to the behaviour of borosilicate glass in chemical glassware and it's low thermal expansion and resistivity to breakage. However, some pieces might chip off during cooling or storage so be careful.
The product pebbles are quite stunning and beautiful. I use them and pass them around students when we are discussing glasses, history of glasses such as Cobalt blue or Bristol blue glasses, stain glass windows in churches and Cathedrals, fluorescence, etc.
Below a sample of pebbles I made for the International Year of Glass 2022.
Glass pebble collection
Others like the Holmium(III) oxide doped glasses I posted before also change colour according to the source of illumination.
Neodymium doped glass changes from purple in sunlight to blue or green under fluorescent lights depending on the amount of neodymium present. The glassblower glasses (Didymium glasses) https://en.wikipedia.org/wiki/Didymium change colour in the same manner because they are made using praseodymium and neodymium as dopants to block the yellow coloured flame emitted by excited sodium atoms when glass is heated.
Neodymium doped glass in sunlight
Neodymium doped glass under fluorescent lights
And still other glasses show fluorescence under UV light when dopped with Dysprosium, Terbium, Europium.
lemmi hat geschrieben: ↑Dienstag 2. Januar 2024, 22:01
@mgritsch: now, you know how to make your own Lycurgus Cup! We are looking forward to see the results of your work
I don’t quite think so.
A blob of glass is not the art. Pretty much like pointing to a rock and saying now you know how to make Michelangelos David…
lemmi hat geschrieben: ↑Dienstag 2. Januar 2024, 22:01
... @mgritsch: now, you know how to make your own Lycurgus Cup! We are looking forward to see the results of your work
... or better: now, you know how to make your own blank for a Lycurgus Cup!
The process of working out the design is very tricky. It involves a mastership in gem cutting!
@ Glaskocher: vielen Dank für die Erläuterungen zu den gefärbten Gläsern! Hast du auch einem Kommentar zu den Färberergebnissen, die ich weiter oben zur Diskussion gestellt habe?
"Alles sollte so einfach wie möglich gemacht werden. Aber nicht einfacher." (A. Einstein 1871 - 1955)
"Wer nur Chemie versteht, versteht auch die nicht recht!" (G.C. Lichtenberg, 1742 - 1799)
"Die gefährlichste Weltanschauung ist die Weltanschauung der Leute, die die Welt nie gesehen haben." (Alexander v. Humboldt, 1769 - 1859)
aliquis hat geschrieben: ↑Sonntag 31. Dezember 2023, 12:49
... Ich werde nochmal drüber nachdenken, ob ich bei der nächsten Winlab-Bestellung das Lötrohr mit in den Warenkorb packe...
Man kann auch die Düse aus einem Einwegfeuerzeug (Zündstein, regelbare Flamme) in ein Messingrohr löten und damit arbeiten. Damit habe ich einige tausend Stunden "abgerissen", um Glasperlen zu machen. Die Messingeinsätze von Schlauchlos-Ventilsockeln für Autos geben einen guten Düsenstock und brauchbare Schlaucholiven; Metall-Ventilkappen machen, Rücken an Rücken gelötet, gute Schraubverbinder.
@Lemmi: Soll ich alle Schmelzen kommentieren oder hast Du Bestimmte, zu denen es Fragen gibt?
