Preparation of gold ruby glasses by the sol-gel method

Abstract

The preparation of ruby glasses in pure silica matrices, as well as the study of the colouration mechanisms have been carried out. For this purpose, TEOS solutions were prepared with gold concentrations between 0.0005 and 0.5 wt%. Subsequent to a gelling process at 30 and 60 °C, colour variation was studied as a function of the treatment temperature by means of UV-VIS spectroscopy. The X-ray diffraction spectra confirmed the presence of elemental gold in the samples with a relatively high gold content. Transmission electron microscopy provided evidence of the formation of colloidal gold aggregates responsible for the colouration phenomenon. The photoluminescence spectra allowed to follow the changes of the redox state of the gold in the gels confirming the elemental nature of the colloidal colourant particles.

Es wurden Rubingläser in reinen SiO₂-Matrices hergestellt und der Färbungsprozeß untersucht. Dazu wurden TEOS-Lösungen mit Massenanteilen zwischen 0,0005 und 0,5 % Gold verwendet. Anschließend an den Gelbildungsvorgang bei 30 und 60 °C wurde die Farbänderung in Abhängigkeit von der Behandlungstemperatur mit der UV-VIS-Spektroskopie untersucht. Die Röntgenbeugungsspektren bestätigten das Vorliegen von elementarem Gold in den Proben mit relativ hohem Goldgehalt. Die Transmissionselektronenmikroskopie lieferte den Beweis für die Entstehung von kolloidalen Goldaggregaten, die für die Färbung verantwortlich sind. Mit Hilfe der Fotolumineszenzspektren konnten die Veränderungen des Redoxzustandes von Gold in den Gelen verfolgt und so die elementare Natur der färbenden Kolloidpartikel bekräftigt werden.