近期有數(shù)據(jù)預測顯示,光學陶瓷市場在 2023 年至 2032 年之間可能以 12.40% 速度蓬勃發(fā)展。到2032年底市場規(guī)模將達到8.5億美元左右。光學陶瓷一般具有必要的透明度,但透明的陶瓷就一定是光學陶瓷嗎?
01 透明的陶瓷就一定是光學陶瓷嗎?
未必。有些陶瓷因其具有高度晶化和致密化的微觀結構使自身呈現(xiàn)一定的透明度。在這種微觀結構下,光線經過時不會被散射或吸收,而是能夠直接穿過材料,從而呈現(xiàn)出透明的特性。但并不是所有透明的陶瓷都可以被稱為光學陶瓷。
只有具有特殊的光學性能并被廣泛應用于光學器件中的陶瓷才能被稱為光學陶瓷。光學陶瓷是一種特殊的陶瓷材料,也是專為光學應用而設計的一類先進材料,它具有特殊的光學性能,例如高透射率、低散射、低吸收等,這些特殊的光學性能使其在光學器件中得到廣泛應用,包括激光系統(tǒng)、光學器件和透鏡、透明裝甲、傳感器和生物醫(yī)學設備等。
02 光學陶瓷和透明陶瓷的關系:
透明陶瓷和光學陶瓷是不同的概念,但有一定的重疊部分。
透明陶瓷是指具有透明性質的陶瓷材料。這些材料可以使光線透過并且不會發(fā)生明顯的散射或吸收。
光學陶瓷可以被視為透明陶瓷的一種特殊類型,其具有更高的光學性能,但不是所有透明陶瓷都可以被稱為光學陶瓷。
03 光學陶瓷在各個領域的應用:
光學陶瓷在多個行業(yè)中發(fā)揮著關鍵作用,服務于多種應用。它們獨特的光學性能、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和卓越的機械強度組合使其成為需要高性能光學元件的各個行業(yè)的首選。
①激光技術:
在激光系統(tǒng)中,光學陶瓷被用作增益介質或激光主機,以實現(xiàn)高功率、高效率的激光放大。例如,Nd:YAG(氧化釔鋁)陶瓷可用于制造固體激光器,其具有高能量密度、高光學質量和優(yōu)異的機械性能,因此被廣泛應用于激光加工、激光制造和激光醫(yī)療等領域。
②光學成像系統(tǒng):
由光學陶瓷制成的光學鏡頭和組件,例如透鏡、棱鏡和光學窗口等,具有高光學質量和穩(wěn)定性,用于成像系統(tǒng)、望遠鏡、顯微鏡和相機等光學設備中,從而實現(xiàn)精確的光學性能。例如,ZrO2(氧化鋯)陶瓷可用于制造高性能的光學透鏡,具有高透過率、低散射和優(yōu)異的機械性能。
③透明裝甲:
由光學陶瓷制成的透明裝甲可針對彈道威脅提供卓越的保護,同時保持出色的光學清晰度,可用于軍事和民用車輛等領域。例如,Al2O3(氧化鋁)陶瓷可用于制造高性能的透明裝甲,具有高硬度、高強度和抗沖擊性能。
④傳感器技術:
光學陶瓷可用于制造傳感器技術中的光學元件,例如光學傳感器、光纖傳感器和光學放大器等。例如,Si3N4(氮化硅)陶瓷可用于制造光纖放大器,具有高溫穩(wěn)定性和高光學質量,因此被廣泛應用于通信、傳感和測量等領域。
⑤半導體制造:
光學陶瓷可用于半導體制造過程中的光刻技術,從而實現(xiàn)微米級別的精度和高質量的半導體芯片制造。例如,Al2O3(氧化鋁)陶瓷可用于制造光刻掩模,具有高硬度、高精度和抗化學腐蝕性能,因此被廣泛應用于半導體制造領域。
⑥生物醫(yī)學設備:
由于其優(yōu)異的抗腐蝕性和生物相容性,光學陶瓷可用于人工關節(jié)、牙科材料和骨科植入物等生物醫(yī)學設備中。例如,ZrO2(氧化鋯)陶瓷可用于制造醫(yī)療器械和植入物,具有高生物相容性、高硬度和優(yōu)異的機械性能。