با هدف دستيابي به خواص نوري فوق‌العاده، شيشه‌هايي بر پايه اكسيد اتم‌هاي سنگين چون سرب، بيسموت و گاليوم، طراحي و ساخته شدند. اين گونه شيشه‌ها، كاربردهاي گسترده‌اي در زمينه‌‌هاي: ساخت شيشه‌هاي اپتيكي و ابزار دقيق مخابراتي، لعاب‌هاي ويژه و غيره، دارند. زيرا، يون‌هاي سرب و بيسموث به‌آساني در برابر تابش امواج الكترومغناطيسي تغيير شكل داده و قطبي مي‌گردند. براي تهيه اين شيشه‌ها، ذوب مخلوط مواد اوليه، تحت شرايط يكسان و كنترل‌شده انجام گرفت. محدوده شيشه‌اي‌شدن در نمودار سه‌تايي؛ اكسيدهاي سرب، بيسموث و گاليم، مشخص گرديد. نمونه‌هاي آزمايشي در اشكال متفاوت مانند: منشور، ميله، تيغه‌هاي نازك و غيره، تهيه شدند. آزمايش‌هاي لازم، مانند: تعيين وزن مخصوص، خواص حرارتي، و ضريب شكست و ميزان تفرق نور همراه با خصوصيات طيفي شيشه‌ها، انجام گرفتند. شيشه‌هاي ساخته‌شده داراي دماي ذوب (فاز بلوري) نسبتاً پائين (oC 600~Tm)‌ بودند. پايداري يا دماي محدوده كاري (ΔTc-g) نمونه‌ها، با افزايش اكسيد بيسموت در شيشه‌ها كاهش يافت. نتايج حاصله نشانگر خواص نوري فوق‌العاده و استثنايي، مانند: ضريب شكست نوري بسيار بالا (447/2=nD) و تفرق نوري گسترده (10=Abbe No.) در اين سامانه‌هاي شيشه‌ائي بودند.

در اين اختراع با نفوذ عناصر يا املاح رنگزا به داخل سطح شيشه‌، شيشه يا لعاب‌هاي رنگي خاصي ساخته مي‌شوند. زمينه‌هاي كاربردي اين اختراع، رنگي نمودن شيشه‌هاي بي‌رنگ مي‌باشد. مانند: ظروف شيشه‌اي يا كريستالي و همچنين شيشه‌هاي مسطح (جام). از ويژه‌گي‌هاي اين نوع رنگي كردن شيشه يا لعاب‌هاي شيشه‌اي: 1- رنگي نمودن شيشه بدون نياز به كوره يا بوته ذوب، 2- نفوذ مواد رنگزا و ايجاد رنگ در در تمامي سطح يا نواحي محدود و مشخص، 3- عدم تغيير شكل در شيشه يا لعاب شيشه‌اي، 4- دماي فرآيند پايين (كمتر از oC650)

اجسام شفاف به‌دليل اختلاف غلظت و مواد شيميايي تشكيل‌دهنده و ساختار‌شان، خصوصيات نور تابشي عبوري را در فصول مشترك، مرزها و درون خود تغيير مي‌دهند. اين تغييرات شامل: انعكاس، انحراف، جذب، پراكندگي، و در بعضي موارد انتشار مي‌شوند. در طراحي و ساخت اغلب قطعات شفاف مانند: شيشه‌، لعاب‌هاي شفاف يا لايه‌هاي شفاف، اندازه‌گيري خواص نوري‌ (اپتيكي) ضروري مي‌باشد. اندازه‌گيري دقيق ضريب انكسار (شكست) نور كه بر اثر كاهش سرعت نور و انحراف مسير در درون شيشه‌ها، به‌ويژه ابزار دقيق نوري و مخابراتي رخ مي‌دهد، از اهميت بسيار بالايي برخوردار مي‌باشد. بسياري از اين ابزار، كوچك و شكننده بوده و داراي خواص نوري بالا مي‌باشند. از اين‌رو نمي‌توان از امكانات و تجهيزات معمولِ اندازه‌گيري خواص نوري مانند: رفركتومتر و يا اسپكترومتر كه مخصوص اندازه‌گيري ضريب انكسار مي‌باشند، استفاده نمود. زيرا اين دستگاه‌ها نياز به ورقه و يا منشورهاي طراحي‌شده دقيق ساخته‌شده از نمونه‌هاي آزمايشي، دارند. به‌ويژه براي به‌كارگيري دستگاه اسپكترومتر كه مناسب اندازه‌گيري ضريب انكسار بالا و تفرق نور مي‌باشد، لازمست نمونه‌هاي آزمايشي به‌اشكال منشورهايي دقيق، اختراع، طراحي و ساخته (شكل‌داده) ‌شوند. در اين اختراع مجموعه‌ايي از منشورهاي شيشه‌ايي استاندارد و نمونه‌هاي متفاوت تحت اندازه‌گيري، طبق طراحي مناسب، تراشيده و ساخته مي‌شوند. از اين‌رو اندازه‌گيري ضريب انكسار قطعات شفاف بسيار كوچك يا نازك و شكننده، را كه تاكنون انجام نگرفته‌است، امكان پذير مي‌سازد.

در اين تحقيق براي اولين بار در ايران از كنسانتره ايلمنيت تهيه شده از معدن كهنوج با روش سولفات دي اكسيد تيتانيم با ساختار بلوري آناتاز به عنوان عامل اپك كننده لعاب توليد شد. ماده اوليه مورد استفاده حاوي 47/9 ٪ وزني دي اكسيد تيتانيم بوده است. از طريق آزمايش هاي انجام گرفته شامل مراحل آسياب و خشك كردن هضم انحلال و احياء تبلور هيدروليز خالص سازي محصول هيدروليز و كلسيناسيون دي اكسيد تيتانيم توليد شد. در اين آزمايش ها براي بدست آوردن ساختار يلوري آناتاز دماي كلسيناسيون5C ±650 مناسب تشخيص داده شد. مشخصات نمونه هاي بدست آمده حاصل از 3 بار انجام آزمايش ها با روش هاي XRD و XRF مورد بررسي قرار گرفت. براساس نتايج اين روش ها سه محصول حاصله دي اكسيد تيتانيم با ساختار بلوري آناتاز و داراي درصدهاي خلوص 97/95 و 96/03 و 96/39 ٪ وزني بودند. محصولات نهايي حاصل از ايلمنيت معدن كهنوج با روش سولفات به سبب درصد خلوص بالا و درصد پايين ناخالصي هاي نامطلوب براي مصرف به عنوان عامل رنگزا و اپك كننده لعاب مناسب مي باشند.

زمينه اختراع طراحي و ساخت شيشه‌ شفاف و رنگي به‌عنوان پايه لعاب‌ يا پوشش‌ رنگي معدني مناسب بر روي زمينه‌هاي مختلف مانند فلزات و سراميك‌ها مي‌باشد. ويژگي اين شيشه خصوصيات نوري فوق‌العاده آن مي‌باشد، كه براساس خواص انكسار (شكست) نور و قدرت تجزيه نور بالاي قرار دارد. نور سفيد در اين شيشه‌ بسيار متفرق و تجزيه مي‌گردد و ايجاد دامنه وسيعي از طيف‌هاي رنگي در زواياي مختلف مي‌نمايد. به‌علاوه اين شيشه در زمينه‌هاي الكترونيكي و انتقال انرژي‌هاي نور با شدت فوق‌العاده (ليزري) مي‌تواند كاربردهاي گسترده‌اي داشته‌باشد. براي مثال: در لايه‌هاي پوششي انعكاسي و جذب نور بالا به‌دليل خواص انكسار نوري بسيار بالا و در لعاب‌هاي رنگي متكي بر زاويه تابش به‌دليل خواص تجزيه نور فوق‌العاده.

فلز آلومينيوم به لحاظ وزن مخصوص پايين و خواص مكانيكي نسبتا بالا كاربرد بسيار فراواني در صنايع و ساخت قطعات (به طور اختصاصي در صنايع هوافضا) دارد. از ويژگي هاي ديگر آلومينيوم هدايت الكتريسيته و انتقال حرارت بالا مي باشند. در عمل در محيط ازاد سطح الومينيوم با اكسيژن واكنش و تشكيل لايه سطحي و مقاوم اكسيد آلومينيوم (آلومينا) مي دهد و باعث مقاومت به خرودگي بيشتر مي شود. اهداف مورد نظر در پوشش دهي سطح الومينيوم شامل: 1- مقاومت بيشتر در برابر خوردگي در شرايط اسيدي و شيميايي 2- دوام در مقابل فرسايش در دماهاي لاتر از (350 درجه سانتي گراد) و تغيير شكل 3- كاهش انتقال هدايت يا عايق الكتريسته و 4- جلوه بهتر به سطح آلومينيوم به وسيله رنگي نمودن آن و غيره، مي باشند. بنابراين در اين راستا مي توان از لايه هاي مواد مختلف مناسب بر پايه املاح معدني و مواد آلي (پليمري)، براي پوشش دهي آلومينيوم به روش هاي گوناگون استفاده نمود. مرسوم ترين زمينه هاي كاربردي آلومينيوم لعاب دار، ورق ها يا پرده هاي حفاظتي و رنگي آلومينيوم در ساختمان ها (معماري داخلي و خارجي به نام Aluminum Curtain Wall) مي باشند. در صنايع ساختماني و عمراني، به ويژه ساختمان هاي بلند و پل ها توجه خاصي به بالا بردن مقاومت به خوردگي و فرسايش حاصل از اصطكاك هوا و برخورد ذرات معلق به بدنه هاي آلومينيومي، شده است. در اين خصوص پوشش يا لعاب هاي دما پايين كه همخواني با خصوصيات سطحي و ضريب انبساط آلومينيوم دارند، مورد توجه قرار گرفته اند هدف اين اختراع دستيابي به لعاب