氟化物折射率低、色散小,因此在玻璃中添加氟化物受到关注,氟磷酸盐玻璃成为重要的特殊色散玻璃产品类型,开发应用受到重视。
氟磷酸盐玻璃,也称氟磷玻璃,为网络状结构与线状大分子结构混合体,是一种特殊色散玻璃,具有消色差功能。
氟磷酸盐玻璃兼具氟化物玻璃、磷酸盐玻璃的优点,硬度大、热膨胀系数低、光学透过率高、折射率低、色散低,并且长波相对部分色散小、绿光及短波相对部分色散大,具有优良的消色差性能。此外,氟磷酸盐玻璃可以吸收紫外光,对近红外光透过性较好。
光学仪器不断升级,对光学材料性能要求不断提高,早期主要采用人工萤石(氟化钙晶体)作为特殊色散玻璃来制造镜片,但其易潮解、易碎,且加工难度大。氟化物折射率低、色散小,因此在玻璃中添加氟化物受到关注,氟磷酸盐玻璃成为重要的特殊色散玻璃产品类型,开发应用受到重视。
根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年中国氟磷酸盐玻璃(氟磷玻璃)行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,氟磷酸盐玻璃可以提高成像精度、扩大成像视场,能够广泛应用在3C电子(照相机、投影仪)、汽车(车载摄像头)、安防(监控摄像头)、仪器仪表(光学成像)、航天(航天器高分辨率仪器)等高品质光学系统透镜制造领域。
制备氟磷酸盐玻璃可以采用的氟化物主要有,氟化钠(NaF)、氟化钙(CaF2)、氟化钾(KF)、氟化镁(MgF2)、氟化钡(BaF2)、氟化锶(SrF2)、三氟化铝(AlF3)等,常采用的磷酸盐主要有磷酸锶(Sr3(PO4)2)等正磷酸盐,偏磷酸钠(NaPO3)、偏磷酸镁(Mg(PO3)2)、偏磷酸铝(Al(PO3)3)等偏磷酸盐。此外,还可掺杂稀土元素对氟磷酸盐玻璃进行改性。
由于含有易挥发的氟化物,制备时对生产设备腐蚀大,需要避免析出晶体,难以获得质地均匀产品,氟磷酸盐玻璃生产难度大。在全球范围内,20世纪60年代以后,德国、美国、日本、中国等部分国家才实现氟磷酸盐玻璃工业化生产。
新思界行业分析人士表示,在我国,代表性氟磷酸盐玻璃研究机构主要是中国科学院长春光机所,在配方选择、制备工艺上率先作出突破。从生产方面来看,湖北新华光信息材料有限公司开发出氟磷酸盐玻璃H-FK95,具有折射率低、色散低、异常色散性较大、光学消色差性能优异等特点。
除特殊色散玻璃外,氟磷酸盐玻璃也可用作激光玻璃。为提高功率密度,激光器非线性折射率降低成为关注重点,氟磷酸盐玻璃折射率低,掺杂钕离子(Nd3+)可获得高功率激光介质,能够应用在固体激光器制造中。总的来看,氟磷酸盐玻璃行业发展前景广阔。
原文标题 : 【洞察】氟磷酸盐玻璃(氟磷玻璃)属于特殊色散玻璃 生产难度较大