鎵酸鹽玻璃,是一種以氧化鎵(Ga2O3)為主要組成成分的紅外光學玻璃,是一種較為常見的中紅外玻璃,屬于氧化物玻璃。
鎵酸鹽玻璃的制備流程主要包括,原材料選擇,將原料粉末均勻混合,置于鉑金坩堝中,利用電爐進行加熱升溫直至原材料熔化,熔體注入模具澆注成型,退火自然冷卻。
根據新思界產業研究中心發布的
《2024-2028年鎵酸鹽玻璃行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,鎵酸鹽玻璃具有光透過率高、聲子能量低、熔點高、熱膨脹系數低、硬度大等特點,可用作紅外窗口材料、激光介質材料,應用在傳感器、探測器、導彈頭罩、光纖激光器、光纖放大器等制造領域,廣泛應用于軍工裝備、航空航天、特種車輛、儀器儀表、光通信等行業中。
鎵酸鹽玻璃熔融過程中,易于析出晶體,導致透光率下降,對生產流程工藝控制要求高,需要進一步提高熔融溫度。此外,鎵離子活性大,易于與環境中的水結合形成羥基,使鎵酸鹽玻璃紅外透過性降低,可通過提高熔融溫度,在真空負壓條件下使羥基分離的方法,來降低玻璃中的有害羥基含量。
隨著光學技術不斷進步,以及光通信、光學儀器、軍工等領域對光學玻璃要求不斷提高,鎵酸鹽玻璃性能還在不斷優化,通常采用摻雜技術進行改性。例如摻雜氧化鈰(CeO2)可提高鎵酸鹽玻璃的耐輻照性能;摻雜釤離子(Sm3+)可提高鎵酸鹽玻璃的熒光特性;摻雜銩(Tm)可提高鎵酸鹽玻璃的紅外光譜特性;此外還可以摻雜氧化釔(Y2O3)、氧化鉍(Bi2O3)等。
我國鎵酸鹽玻璃相關研究機構主要有中國科學院上海光學精密機械研究所、中國建筑材料科學研究總院有限公司、大連工業大學、云南師范大學等,相關研究成果有“CeO2含量對鎵酸鹽玻璃耐輻照性能的影響”等,相關專利有“透紅外鎵酸鹽玻璃”、“一種堿金屬鎵酸鹽玻璃及其制備方法”等。
新思界
行業分析人士表示,紅外玻璃的功能是最大程度的透過紅外光、濾除其他波段的光,可以制造多種類型的光學元件,應用在光學儀器設備中,進而應用在探測、測量、熱成像、遙感等領域,與晶體材料、紅寶石材料相比,紅外玻璃的光學性能優良且成本更低,應用比例正在逐步攀升。鎵酸鹽玻璃作為較為常見的中紅外玻璃,具有良好發展前景。