氟磷酸鹽玻璃,也稱氟磷玻璃,為網絡狀結構與線狀大分子結構混合體,是一種特殊色散玻璃,具有消色差功能。
氟磷酸鹽玻璃兼具氟化物玻璃、磷酸鹽玻璃的優點,硬度大、熱膨脹系數低、光學透過率高、折射率低、色散低,并且長波相對部分色散小、綠光及短波相對部分色散大,具有優良的消色差性能。此外,氟磷酸鹽玻璃可以吸收紫外光,對近紅外光透過性較好。
光學儀器不斷升級,對光學材料性能要求不斷提高,早期主要采用人工螢石(氟化鈣晶體)作為特殊色散玻璃來制造鏡片,但其易潮解、易碎,且加工難度大。氟化物折射率低、色散小,因此在玻璃中添加氟化物受到關注,氟磷酸鹽玻璃成為重要的特殊色散玻璃產品類型,開發應用受到重視。
制備氟磷酸鹽玻璃可以采用的氟化物主要有氟化鈉(NaF)、氟化鈣(CaF2)、氟化鉀(KF)、氟化鎂(MgF2)、氟化鋇(BaF2)、氟化鍶(SrF2)、三氟化鋁(AlF3)等,常采用的磷酸鹽主要有磷酸鍶(Sr3(PO4)2)等正磷酸鹽,偏磷酸鈉(NaPO3)、偏磷酸鎂(Mg(PO3)2)、偏磷酸鋁(Al(PO3)3)等偏磷酸鹽。此外,還可摻雜稀土元素對氟磷酸鹽玻璃進行改性。
由于含有易揮發的氟化物,制備時對生產設備腐蝕大,需要避免析出晶體,難以獲得質地均勻產品,氟磷酸鹽玻璃生產難度大。在全球范圍內,20世紀60年代以后,德國、美國、日本、中國等部分國家才實現氟磷酸鹽玻璃工業化生產。
新思界
行業分析人士表示,在我國,代表性氟磷酸鹽玻璃研究機構主要是中國科學院長春光機所,在配方選擇、制備工藝上率先作出突破。從生產方面來看,湖北新華光信息材料有限公司開發出氟磷酸鹽玻璃H-FK95,具有折射率低、色散低、異常色散性較大、光學消色差性能優異等特點。
除特殊色散玻璃外,氟磷酸鹽玻璃也可用作激光玻璃。為提高功率密度,激光器非線性折射率降低成為關注重點,氟磷酸鹽玻璃折射率低,摻雜釹離子(Nd3+)可獲得高功率激光介質,能夠應用在固體激光器制造中。總的來看,氟磷酸鹽玻璃行業發展前景廣闊。