Ученые РФ представили особый тип материала для создания прочной инфракрасной оптики

Минобрнауки сегодня сообщило, что ученые Института химии высокочистых веществ (ИХВВ) РАН совместно с коллегами из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) создали и исследовали особый тип стеклокристаллических материалов для инфракрасной оптики на основе халькогенидных стекол.

В ведомстве пояснили, что в эпоху развития приборов ночного видения и космического мониторинга стоит задача создания прочных и долговечных материалов для инфракрасной оптики — это линзы и стекла, которые «видят» тепло и позволяют разглядеть человека в полной темноте. Проблема в том, что такие линзы сегодня делают из хрупких цинка и германия. В экстремальных условиях оптика мутнеет и выходит из строя.

Исследователи из Перми предложили использовать для инфракрасной оптики халькогенидные стекла, структура которых застывает при производстве и не поддается изменению. Они в 2,5 раза тверже и в 1,5 раза устойчивее к растрескиванию по сравнению с аналогами.

За основу взято стекло из галлия, германия и селена. Внутри него выращены микроскопические кристаллы селенида галлия, работающие как арматура в бетоне — не дают трещинам распространяться. Для оценки свойств ученые провели серию испытаний.

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Общая физика» ПНИПУ Максим Булатов рассказал, что результаты испытаний показали: оптимальный состав стеклокерамики демонстрирует микротвердость порядка 18,80 МПа — это в 2,5 раза выше, чем у селенида цинка, трещиностойкость в 0,76 МПа·м¹/², что превосходит свойства халькогенидных стекол в 1,5 раза.

«При этом материал имеет сниженный на 20−25%, относительно стекол, коэффициент температурного расширения, что уменьшает вероятность растрескивания при температурных перепадах», — объяснил Булатов.

Предложенный материал открывает перспективы для создания механически прочной и технологичной инфракрасной оптики. Разработанная стеклокерамика пригодна для изготовления линз, устойчивых к вибрациям, термическим нагрузкам и абразивному износу.