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特種玻璃材料分析

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2016/4/23     瀏覽次數:    
  特種玻璃是通過光、電、磁、熱和化學等作用而表現出特殊功能的玻璃,是重要生產和生活的關鍵性和基礎性材料。由于擁有普通玻璃無可比擬的高新特性, 特種玻璃在現代科學技術領域占據著其他材料無法替代的地位,其突出特征與新興產業和國防需求緊密聯系。目前,世界各國越來越關注高新性能特種玻璃材料的開 發和應用,特種玻璃的研發和生產水平已成為一個國家材料發展水平的重要標志之一。

  下面,為您簡要介紹5種典型的特種玻璃材料。

  1.透紅外玻璃

  紅外材料是紅外技術產業的基礎,紅外技術的發展是以紅外材料的發展為先導和標志的。目前應用的紅外材料,按物質形態、性能及制備方法主要分為單晶、多晶 和紅外玻璃。其中紅外玻璃不僅具有較好的紅外透過性能、優良的光學均勻性、較高的機械強度,而且制造成本低廉、光學加工工藝簡單、可加工成復雜異形制品而 備受關注。

  目前,紅外玻璃作為視窗 、透鏡 、整流罩等在紅外探測技術和紅外成像技術中獲得廣泛應用。上世紀90年代以來,俄羅斯、美國和英國等西方發達國家都投入巨資對紅外玻璃展開了研究,并將紅外玻璃材料裝配于重點型號戰機的光電探測系統,極大提升了作戰能力。

  例如,美國海軍實驗室研制的大尺寸( 00mm )鋇稼鍺酸鹽紅外玻璃吊艙、俄羅斯莫斯科技術玻璃研究院研制的口徑( 250mm鋁酸鈣玻璃整流罩均已批量裝備機載光電雷達系統。

  2.耐輻照玻璃

  耐輻照玻璃是一種經高能射線輻照或粒子轟擊后,可見光透過率衰減很小的特種玻璃。耐輻照玻璃具有耐輻照穩定性強、透光性大及物化性能穩定等特點,主要用于航天、核工業和醫學等領域的窗口材料。


  目前,美國Corning公司和英國Pilkington公司在耐輻照玻璃的研究和生產領域處于世界領先水平,它們均采用配合料熔融后直接拉制成形 的工藝方法,生產的玻璃板面寬度可達400mm,最小厚度為0.05mm,由于成形表面為自由表面,玻璃的抗彎強度達到130一150MPa。

  3.特殊色散玻璃

  大部分光學玻璃在相對色散 二二與阿貝數v的關系圖中處于一條直線上,這一直線被稱為“正常線”。特殊色散玻璃就是一類偏離正常線較遠的光學玻璃。特殊色散玻璃主要性能特點是具有較 大的相對部分色散偏離值,在光學系統中與其他玻璃組合可以減少玻璃透鏡片數,簡化光學系統結構,尤其重要的是,能夠消除二級光譜,提高成像質量和幾何精 度,滿足長焦距、大視場和高精度光學系統的性能要求。


  目前,德國Schott公司的特殊色散玻璃制備技術居世界領先水平,先后推出產品牌號有N-KZFS2,N一KZFS4和N-KZFS11,其中N 一KZFS11玻璃具有適中的阿貝數、較大的相對部分色散偏離值、性能穩定和可加工性好等特點,被廣泛應用于遙感衛星的立體測繪相機的透鏡、空間望遠鏡的 透鏡以及非球面鏡面形檢測的補償鏡頭等。

  4.透紫外玻璃

  大部分無色光學玻璃在可 見光范圍具有很高的透過率,但對紫外線存在不同程度的吸收,原因是在高能量紫外線照射下,激發了電子在大于3eV能級之間躍遷,吸收紫外線。因此只有少數 具有特殊成分的玻璃具有較好好的紫外透過性能。透紫外玻璃具有250nm以上波段的高透過、高抗熱沖擊、高硬度和優異化學穩定性等優點,適合與可伐合金進 行高頻封接,主要用于紫外光譜儀、地質勘探、無損檢驗以及要求紫外-可見光透過率都很高的光學儀器、攝像鏡頭等。


  目前,報道的透紫外玻璃大多數屬于磷酸鹽系統,代表德國Schott公司的8337B玻璃。該玻璃的在254nm處的透光率高達70%,而且膨脹系 數為47X10-7/℃,適宜與可伐合金進行高頻封接。但由于含有一定量的P2Q5, 8337B玻璃的化學穩定性較差,僅為V級,其應用環境受到極大限制,無法滿足重點武器裝備的使用環境要求。

  5.鋰離子導電微晶玻璃

  鋰離子導電微品玻璃是通過對其基礎玻璃進行高溫晶化處理而得到的,由導電主晶相、雜質相和殘余玻璃相組成的一種新型能源材料。鋰離子導電微晶玻璃具有高 離子導電性、優異化學穩定性、寬使用溫度范圍和低成本等特點,被視為無機固體電解質的有力候選材料之一。鋰離子導電微晶玻璃表現出極其誘人的應用潛力,有 望在全固態鋰電池、鋰一空氣、鋰一水電池等產品中獲得應用。


  近年來,日本Ohara公司、美國Dayton大學和新加坡國立大學等單位研究了鋰離子導電微品玻璃的組份和晶化工藝對晶相組成、微觀結構及電導率等的影響。

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