特种玻璃的兴起：应用及未来发展方向分析
2025-07-22
特种玻璃是一种通过光、电、磁、热和化学等多种相互作用表现出独特功能的玻璃材料，已成为现代生产和日常生活的重要基础材料。其高科技特性远超普通玻璃，使特种玻璃在现代科技领域发挥着不可或缺的重要作用，与新兴产业和国防需求密切相关。世界各国越来越重视特种玻璃的开发和应用，其研究和生产水平已成为衡量一个国家材料技术发展水平的重要基准。
红外透明玻璃
红外透明玻璃因其优异的红外透射率、高机械强度和低制造成本而广泛应用于红外探测和成像技术，也用于战斗机的光电系统。目前，红外材料主要分为三类：单晶、多晶和红外玻璃。红外透明玻璃因其优异的红外透射率、优异的光学均匀性、高机械强度、低制造成本和简单的光学加工技术而成为人们关注的焦点，特别适合加工成各种复杂形状的产品。目前，红外玻璃在红外探测技术和红外成像技术中起着重要作用，广泛应用于窗户、透镜和整流罩等部件的制造。自20世纪90年代以来，俄罗斯、美国和英国等西方发达国家一直在对红外玻璃进行深入研究，并将其广泛应用于关键战斗机的光电探测系统，显著提高了其作战能力。例如，美国海军实验室成功开发了一种大型（00毫米）氧化钡锗红外玻璃吊舱，而俄罗斯莫斯科技术玻璃研究所也开发了一个250毫米口径的铝酸钙玻璃整流罩。这些产品已批量生产并安装在机载光电雷达系统中。
耐辐照玻璃
耐辐射玻璃在高能辐射下具有高稳定性，被用作航空航天、核工业和医疗领域的窗户材料，以美国和英国公司的产品为代表。抗辐射玻璃是一种特殊类型的玻璃，在高能辐射或粒子轰击下，其可见光透射率仅略有衰减。其独特之处在于优异的辐射稳定性、优异的透明度和稳定的物理化学性质。因此，抗辐射玻璃被广泛用作航空航天、核工业和医学等各个领域的窗户材料。目前，美国康宁和英国皮尔金顿在抗辐射玻璃的研究和生产方面处于世界领先地位。它们都使用一种独特的工艺，即在混合材料熔化后直接拉制和成型玻璃。以这种方式生产的玻璃的宽度可达400mm，最小厚度仅为0.05mm。值得注意的是，由于成型过程中的自由表面状态，所生产的玻璃的抗弯强度可达130至150MPa。
特种分散玻璃
特殊色散玻璃因其色散偏差大，可以简化光学系统，广泛应用于遥感和空间望远镜。在光学玻璃的相对色散与阿贝数v之间的关系图中，大多数玻璃都遵循一条直线，称为“法线”。然而，有一种光学玻璃的性能明显偏离这条直线，称为特殊色散玻璃。这种玻璃的主要特点是其相对色散偏差相对较大。在光学系统中，当与其他玻璃结合使用时，可以有效地减少透镜片的数量，简化整个光学系统的结构。更重要的是，特殊的色散玻璃可以消除二次光谱，显著提高成像质量和几何精度，完美满足长焦距、大视场和高精度光学系统的要求。目前，德国肖特公司在特种分散玻璃制备技术方面处于领先地位，已成功推出N-KZFS2、N-KZFS4、N-K采埃孚S11等多个产品牌号。其中，N-KZFS11玻璃以其适中的阿贝数、显著的相对部分色散偏差、优异的性能稳定性和良好的加工性能而闻名。这种玻璃已被广泛应用于遥感卫星的立体测绘相机镜头、空间望远镜镜头和非球面镜形状检测的补偿镜头等领域。
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