1. การแนะนำผลิตภัณฑ์

ซิงค์ซัลไฟด์ (ZnS), CAS 1314-98-3 เป็นสารกึ่งตัวนำผสม II-VI และวัสดุนำแสงอินฟราเรดประสิทธิภาพสูงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในหน้าต่าง IR, เลนส์, โดม, เลนส์เลเซอร์, ซินทิลเลเตอร์ และสารเคลือบออปติคอลที่มีดัชนีการหักเหของแสงสูง สารประกอบผลึกสีขาวถึงขาวนวลนี้มีโครงสร้างลูกบาศก์สฟาเลอไรต์ที่อุณหภูมิห้อง ช่องว่างแถบกว้าง 3.54 eV และดัชนีการหักเหของแสงสูงที่ ~2.37 ทำให้สามารถส่งสัญญาณบรอดแบนด์จากที่มองเห็นได้ผ่านอินฟราเรดคลื่นยาว (สูงถึง 14 μm) ซิงค์ซัลไฟด์ของเรามีจำหน่ายในรูปแบบผงที่มีความบริสุทธิ์สูง (4N ถึง 5N) เกรดออพติคอลหลายสเปกตรัมที่ปลูกโดย CVD และรูปแบบโพลีคริสตัลไลน์แบบกดร้อน พร้อมควบคุมสิ่งเจือปนเล็กน้อยสำหรับการใช้งานด้านออพติคัล อิเล็กทรอนิกส์ และโฟโตนิกที่มีความต้องการสูง

2. ข้อได้เปรียบที่สำคัญ

3. ฟังก์ชั่นและคุณสมบัติหลัก

● วัสดุหน้าต่างและเลนส์แสงอินฟราเรด — CVD และ ZnS แบบกดร้อนเป็นหน้าต่าง เลนส์ และโดมที่ส่งผ่าน IR ตามมาตรฐานอุตสาหกรรม ให้การส่งผ่านบรอดแบนด์จาก LWIR ที่มองเห็นได้ (0.4 – 14 μm) ดัชนีการหักเหของแสงสูง และความทนทานเชิงกลที่ดีสำหรับการถ่ายภาพความร้อน, FLIR และระบบการมองเห็นตอนกลางคืน

● ออปติกเลเซอร์แบบหลายสเปกตรัมและ CO₂ — ZnS หลายสเปกตรัมที่ได้รับการบำบัดด้วย HIP จะส่งทั้งแบบมองเห็นและ IR พร้อมกัน ช่วยให้ระบบมองเห็น/IR แบบมองเห็นได้ร่วมกันและผู้ค้นหาแบบสองโหมด ด้วยการดูดซับต่ำที่ 10.6 μm และค่าการนำความร้อนสูง ZnS ยังใช้สำหรับหน้าต่างเลเซอร์ CO₂ เลนส์ และตัวรวมลำแสงในระบบเลเซอร์อุตสาหกรรมและการแพทย์

● ตัวเรืองแสงวาบและโฮสต์ฟอสเฟอร์ — ZnS เป็นโฮสต์ตัวเรืองแสงเรืองแสงและฟอสเฟอร์อเนกประสงค์เมื่อเจือด้วยเงิน (ZnS:Ag) ทองแดง (ZnS:Cu) หรือแมงกานีส (ZnS:Mn) ทำให้เกิดการเรืองแสงที่มีประสิทธิภาพสำหรับหน้าจอเอ็กซ์เรย์ จอแสดงผล CRT แผงเรืองแสงด้วยไฟฟ้า และเครื่องตรวจจับรังสี

● การเคลือบดัชนีการหักเหของแสงสูงและวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ — ZnS ที่มีความบริสุทธิ์สูงทำหน้าที่เป็นการเคลือบฟิล์มบางดัชนีสูง (n~2.35) สำหรับ AR Stacks, กระจก HR, ตัวแยกลำแสง และตัวกรองแถบแคบ ด้วยช่องว่างแถบความถี่กว้าง 3.54 eV (ลูกบาศก์) ยังทำหน้าที่เป็นเซมิคอนดักเตอร์ที่ปล่อยแสง UV ตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง และวัสดุเปลือกจุดควอนตัมสำหรับ UV LEDs ตัวตรวจจับแสง และอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์

4. แอปพลิเคชันและช่วงการใช้งาน

เลนส์อินฟราเรดและการถ่ายภาพความร้อน

● หน้าต่าง IR และวิวพอร์ต: หน้าต่าง CVD ZnS ใช้ในกล้องถ่ายภาพความร้อน ระบบ FLIR สเปกโทรสโกปี IR และการตรวจสอบกระบวนการทางอุตสาหกรรม ให้วิวพอร์ตการส่งสัญญาณ IR ที่ทนทานสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

● เลนส์ IR และโดม: เลนส์ ZnS ใช้ในวัตถุประสงค์ของกล้อง MWIR/LWIR และเลนส์โฟกัสแบบเลเซอร์ โดม ZnS แบบกดร้อน/CVD ปกป้องหัวค้นหา IR ในระบบขีปนาวุธและระบบลอยฟ้า ให้ความต้านทานการกัดเซาะของฝนและประสิทธิภาพการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างยอดเยี่ยม

เลนส์เลเซอร์และระบบกำลังสูง

● เลเซอร์ออปติก CO₂: ZnS ใช้สำหรับหน้าต่างเลเซอร์ CO₂ 10.6 μm, ข้อต่อเอาต์พุต, เลนส์โฟกัส และตัวรวมลำแสงในการตัด/เชื่อมด้วยเลเซอร์อุตสาหกรรม เลเซอร์ทางการแพทย์ และเครื่องเรนจ์ไฟนเดอร์ ให้การดูดซับต่ำและเกณฑ์ความเสียหายสูง

● ระบบเลเซอร์หลายสเปกตรัม: ZnS หลายสเปกตรัมช่วยให้สามารถรวมลำแสงเลเซอร์ที่มองเห็น/อินฟราเรดเข้าด้วยกันเพื่อการกำหนดเป้าหมาย LIDAR และการใช้งานพลังงานโดยตรง

การตรวจจับรังสีชนิดเรืองแสงวาบและรังสี

● การตรวจจับรังสีเอกซ์และแกมมา: ZnS:Ag และ ZnS:Cu ฟอสเฟอร์ถูกนำมาใช้ในหน้าจอเพิ่มความเข้มข้นของรังสีเอกซ์ เครื่องตรวจจับรังสีแกมมา เครื่องนับอนุภาคอัลฟา และเครื่องวัดรังสี ซึ่งช่วยให้ได้แสงสูงและสลายตัวอย่างรวดเร็ว

● จอแสดงผลแบบเรืองแสงด้วยไฟฟ้า: ZnS:Mn และ ZnS:Cu ใช้ในจอแสดงผลแบบฟิล์มบางแบบฟิล์มบางของ AC (ACTFEL) ไฟแบ็คไลท์ และป้ายฉุกเฉิน ให้ความสว่างสูงและอายุการใช้งานยาวนาน

สารเคลือบแสงและเซมิคอนดักเตอร์

● การเคลือบ AR & HR: วัสดุการระเหย ZnS ที่มีความบริสุทธิ์สูงถูกนำมาใช้ในการเคลือบ AR หลายชั้นสำหรับออปติก IR, กระจกสะท้อนแสงสูงสำหรับเลเซอร์ CO₂ และฟิลเตอร์แนร์โรว์แบนด์สำหรับ IR สเปกโทรสโกปี

● ออปโตอิเล็กทรอนิกส์แบบ UV และจุดควอนตัม: ZnS ที่มีช่องว่างย่านความถี่กว้าง (3.54 eV) ใช้ใน UV LEDs เครื่องตรวจจับแสงแบบตาบอดแสงอาทิตย์ และเครื่องเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง จุดควอนตัม ZnS คอลลอยด์ทำหน้าที่เป็นวัสดุเปลือกในจอแสดงผล QLED และการสร้างภาพทางชีวภาพ

5. ข้อมูลจำเพาะและพารามิเตอร์ทางเทคนิค

6. องค์ประกอบและวัสดุ

● องค์ประกอบทางเคมีและความบริสุทธิ์: ซิงค์ซัลไฟด์ได้รับการทดสอบ ZnS ที่ได้รับการรับรองตั้งแต่ ≥99.9% (3N) ถึง ≥99.999% (5N) สิ่งเจือปนควบคุมหลัก ได้แก่ ซัลเฟอร์อิสระ (S), ซิงค์ออกไซด์ (ZnO), ซัลเฟต (SO₄²ラ), คลอไรด์ (ClÂ) และโลหะปริมาณน้อย (Fe, Cu, Ni, Co, Mn, Cr, Pb, Cd) สำหรับเกรดออพติคัล/อิเล็กทรอนิกส์ โลหะทรานซิชันจะต่ำกว่า 1–10 ppm เพื่อป้องกันการดูดซับ IR การดับแสงเรืองแสง และการก่อตัวของจุดศูนย์กลางสี ZnO และซัลเฟตอิสระมีข้อจำกัดอย่างเคร่งครัดสำหรับวัตถุดิบตั้งต้น CVD และวัสดุเกรดซินทิลเลเตอร์

● โครงสร้างผลึกและความบริสุทธิ์ของเฟส: ZnS มีอยู่ในโพลีมอร์ฟสองแบบ: สฟาเลอไรต์ลูกบาศก์ (สังกะสีผสม, F-43m, มีความเสถียรต่ำกว่า ~1,020°C) และเวิร์ทไซต์หกเหลี่ยม (P6₃mc, มีความเสถียรเหนือ 1,020°C) XRD ยืนยันความบริสุทธิ์ของเฟสเป้าหมายโดยไม่มีการปนเปื้อนของ ZnO, ZnSO₄ หรือเฟสผสมที่ตรวจพบได้ เฟสลูกบาศก์เป็นแบบไอโซโทรปิกเชิงแสง (ไม่มีการรีฟริงเจนซ์) แนะนำให้ใช้กับหน้าต่างและเลนส์ IR เฟสหกเหลี่ยมใช้ในการใช้งานเซมิคอนดักเตอร์และวัสดุนาโน

● คุณสมบัติทางความร้อน ทางแสง และทางกล: ZnS ระเหิดได้ที่ ~1185°C และละลายที่ ~1700°C ภายใต้ความดัน ความหนาแน่น 4.09 g/cm³ ไม่ละลายในน้ำ ละลายในกรดเจือจางปล่อย H₂S ออปติคัล: ดัชนีการหักเหของแสง ~2.37 (มองเห็นได้) ถึง ~2.20 (10.6 μm) การส่งสัญญาณบรอดแบนด์ 0.4–14 μm (เกรด CVD) ช่องว่างของแถบความถี่ 3.54 eV กลไก: ความแข็ง Mohs 3–4, ความทนทานต่อการแตกหัก ~0.8 MPa·m^(1/2), การนำความร้อน ~27 W/m·K, การขยายตัวทางความร้อน ~7 × 10⁻⁶ /°C ให้ความต้านทานแรงกระแทกจากความร้อนที่ดีสำหรับเลนส์เลเซอร์กำลังสูง

● แหล่งที่มาของวัตถุดิบ: ผลิตจากโลหะสังกะสีที่มีความบริสุทธิ์สูง ซิงค์ออกไซด์ หรือเกลือสังกะสีเป็นแหล่งสังกะสี และธาตุซัลเฟอร์หรือไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) เป็นแหล่งกำมะถัน สังกะสีที่มาจากสังกะสีอิเล็กโทรไลต์บริสุทธิ์ (99.995%+); กำมะถันจากกำมะถันระเหิดที่มีความบริสุทธิ์สูง เส้นทางการสังเคราะห์ประกอบด้วยการรวมกันโดยตรง (Zn + S) ปฏิกิริยาเฟสก๊าซ (ไอ Zn + H₂S) และการตกตะกอนในน้ำ ตามด้วยการทำให้บริสุทธิ์และการบำบัดด้วยความร้อนแบบควบคุมเฟส

7. บรรจุภัณฑ์และส่วนประกอบ

● การติดฉลาก: ชื่อผลิตภัณฑ์, CAS (1314-98-3), สูตร (ZnS), เกรดความบริสุทธิ์, เฟสคริสตัล, ขนาดอนุภาค (D50), ปริมาณความชื้น, ข้อมูลจำเพาะของโลหะปริมาณเล็กน้อย, น้ำหนักสุทธิ, หมายเลขแบทช์, วันผลิต/หมดอายุ, การติดฉลากอันตรายตาม GHS และข้อมูลความปลอดภัย/การจัดการ เกรดออพติคอลประกอบด้วยข้อกำหนดการส่งผ่าน IR และดัชนีการหักเหของแสง

● ข้อมูลความปลอดภัย: SDS และ COA พร้อมการทดสอบ ZnS (กราวิเมตริก/EDTA), การวิเคราะห์โลหะติดตาม ICP (องค์ประกอบมากกว่า 60 องค์ประกอบ), รหัสเฟส XRD, ขนาดอนุภาค (การเลี้ยวเบนของเลเซอร์), พื้นที่ผิว BET, ความชื้น, การวิเคราะห์ซัลเฟอร์อิสระ/ZnO/ซัลเฟต และการส่งผ่าน IR (เกรดออปติคอล) ที่ให้มาพร้อมกับการจัดส่งแต่ละครั้ง

● การจัดเก็บ: เก็บในบรรจุภัณฑ์เดิมที่ปิดสนิทและกันความชื้นในคลังสินค้าที่เย็น แห้ง และมีอากาศถ่ายเทได้ดี (15 – 25°C, <60% RH) ห่างจากกรดแก่ สารออกซิไดเซอร์ และอาหาร/เครื่องดื่ม ZnS ทำปฏิกิริยากับกรดปล่อย H₂S ที่เป็นพิษออกมา หลีกเลี่ยงการสัมผัสกับกรดและให้แน่ใจว่ามีการระบายอากาศเพียงพอ อายุการเก็บรักษา: 24 – 36 เดือน (มาตรฐาน), 18 – 24 เดือน (เกรดออปติคัล/อิเล็กทรอนิกส์ 4N/5N)

8. กระบวนการผลิต

● 1. การเตรียมวัตถุดิบ: โลหะสังกะสีที่มีความบริสุทธิ์สูง (99.995% + อิเล็กโทรไลต์) หรือซิงค์ออกไซด์ทำหน้าที่เป็นแหล่งสังกะสี กำมะถันระเหิดที่มีความบริสุทธิ์สูงหรือแอนไฮดรัสH₂Sเป็นแหล่งกำมะถัน วัตถุดิบทั้งหมดได้รับการวิเคราะห์สิ่งเจือปนตามรอย ICP

● 2. การสังเคราะห์การตกตะกอน (ผง): สารละลายเกลือสังกะสีบริสุทธิ์ทำปฏิกิริยากับ H₂S หรือโซเดียมซัลไฟด์ภายใต้ pH อุณหภูมิ และการกวนเพื่อตกตะกอน ZnS ระดับนาโน ตะกอนจะถูกกรอง ล้างด้วยน้ำ DI แล้วทำให้แห้ง เพื่อให้ได้ผงละเอียดที่มีความบริสุทธิ์สูงสำหรับฟอสเฟอร์ สารเคลือบ และวัตถุดิบตั้งต้นจากเซรามิก

● 3. การสังเคราะห์ CVD (เกรดออปติคัล): ไอสังกะสี (จากสังกะสีหลอมเหลวที่ ~600°C) ทำปฏิกิริยากับ H₂S ในเครื่องปฏิกรณ์ CVD ที่อุณหภูมิ 600–800°C โดยจะสะสม ZnS ของโพลีคริสตัลไลน์หนาแน่นไว้บนซับสเตรตของกราไฟท์ ทำให้เกิดลูกเปตองในพื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีโครงสร้างจุลภาคสม่ำเสมอและการกระจายต่ำ

● 4. การทำให้บริสุทธิ์และการควบคุมเฟส: ZnS ที่ตกตะกอนจะถูกทำให้บริสุทธิ์โดยการล้างด้วยกรด การชะล้างน้ำ และการบำบัดความร้อนแบบสุญญากาศ เพื่อกำจัดกำมะถันอิสระ ZnO และสารระเหย การเผาที่อุณหภูมิ 400–900°C ภายใต้บรรยากาศเฉื่อยจะควบคุมขนาดผลึกและอัตราส่วนเฟสลูกบาศก์/หกเหลี่ยม สำหรับเกรดออพติคัล CVD ZnS ผ่าน HIP ที่ 100–200 MPa และ 600°C เพื่อปิดช่องว่างและให้การส่งผ่านแบบหลายสเปกตรัม

● 5. การสีและการจำแนกประเภท: ผง ZnS แห้งจะถูกบดด้วยเจ็ทหรือบดเป็นก้อนด้วยตัวกลางที่มีความบริสุทธิ์สูง จากนั้นจึงแยกประเภทในอากาศหรือกรองเพื่อกำหนดเป้าหมาย PSD และพื้นที่ผิว ลูกเปตอง CVD เกรดออพติคัลจะถูกหั่น บด และขัดเงาเพื่อให้ได้ค่าความคลาดเคลื่อนที่แม่นยำ

● 6. การทดสอบคุณภาพและบรรจุภัณฑ์: แต่ละชุดผ่านการทดสอบ ZnS (กราวิเมตริก/EDTA), การวิเคราะห์โลหะติดตาม ICP (องค์ประกอบมากกว่า 60 ชิ้น), ID เฟส XRD, ขนาดอนุภาคการเลี้ยวเบนของเลเซอร์, พื้นที่ผิว BET, ความชื้น, ซัลเฟอร์อิสระ/ZnO/ซัลเฟต และสำหรับเกรดแสง — การส่งผ่าน FTIR, ดัชนีการหักเหของแสง, การกระจาย และความสม่ำเสมอ ผลลัพธ์ได้รับการบันทึกไว้ใน COA พร้อมสามารถตรวจสอบย้อนกลับได้อย่างสมบูรณ์ ผงบรรจุในภาชนะกันความชื้น (ขวด HDPE ถังไฟเบอร์/เหล็กพร้อมสารดูดความชื้น) เกรด 4N/5N เป็นแบบปิดผนึกสุญญากาศหรือไล่ก๊าซเฉื่อย ส่วนประกอบทางแสงถูกห่อด้วยกระดาษทิชชู่ไร้ขุย การจัดส่งทั้งหมดประกอบด้วย SDS, COA และคำแนะนำในการจัดการ

9. คำถามที่พบบ่อย

ถาม: ZnS มาตรฐาน, CVD ZnS และ ZnS แบบหลายสเปกตรัมแตกต่างกันอย่างไร

ตอบ: ผง ZnS มาตรฐาน (3N–5N) ใช้สำหรับฟอสเฟอร์ สารเคลือบ และวัตถุดิบตั้งต้นจากเซรามิก CVD ZnS เป็นวัสดุโพลีคริสตัลไลน์ที่สะสมด้วยไอสำหรับหน้าต่างและเลนส์ IR โดยส่งผ่านได้ 1–14 μm แต่มีการส่งผ่านที่มองเห็นได้จำกัดเนื่องจากการกระจายภายใน ZnS แบบหลายสเปกตรัมคือ CVD ZnS หลังการรักษาโดยการกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อน (HIP) ซึ่งจะปิดช่องว่างขนาดเล็กและลดการกระจาย ทำให้มองเห็นได้พร้อมกัน (0.4 μm) ผ่านการส่งสัญญาณ LWIR (14 μm) ต้องใช้เกรดหลายสเปกตรัมสำหรับระบบมองเห็น/อินฟราเรดแบบมองเห็นร่วม CVD ZnS มาตรฐานเพียงพอสำหรับการถ่ายภาพความร้อน IR บริสุทธิ์

ถาม: ZnS เปรียบเทียบกับ ZnSe สำหรับแอปพลิเคชันออปติคัล IR อย่างไร

ตอบ: ZnSe มีการดูดกลืนแสงต่ำกว่าที่ 10.6 μm (แนะนำให้ใช้กับเลเซอร์ CO₂ กำลังสูง) ดัชนีการหักเหของแสงสูงกว่า (~2.4 เทียบกับ ~2.2) แต่นุ่มนวลกว่า (Mohs 2.5 เทียบกับ 3–4) มีราคาแพงกว่า และทนทานน้อยกว่าในฝน/การกัดเซาะ ZnS มีความแข็งสูงกว่า ทนทานต่อการแตกหักดีขึ้น ต้นทุนต่ำกว่า และมีความสามารถมองเห็น/IR แบบหลายสเปกตรัม (เกรด HIP) ทำให้เป็นที่นิยมสำหรับโดม หน้าต่างกลางแจ้ง และระบบโหมดคู่ สำหรับออปติกเลเซอร์ CO₂ กำลังสูง จะเลือก ZnSe; สำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและการใช้งานหลายสเปกตรัม ZnS นั้นเหนือกว่า

ถาม: ฉันควรใช้เกรดความบริสุทธิ์และขนาดอนุภาคใด

ตอบ: สำหรับการเคลือบด้วยแสง IR และแหล่งการระเหย ให้ใช้ความบริสุทธิ์ 4N–5N กับเม็ดขนาด 1–5 มม. หรือเม็ดที่ขึ้นรูปล่วงหน้าเพื่อการระเหยที่สม่ำเสมอ สำหรับการผลิตฟอสเฟอร์และซินทิลเลเตอร์ ให้ใช้ผงละเอียด 3N–4N (D50 0.5–5 μm) โดยมีระดับสารเจือปน Cu/Ag/Mn ที่ควบคุม สำหรับวัตถุดิบ CVD และการรีดร้อน ให้ใช้ผง 4N+ ที่มี D50 5–20 μm และมีกำมะถัน/ZnO อิสระต่ำ สำหรับการใช้งานเซรามิกทั่วไปและตัวเร่งปฏิกิริยา เกรดมาตรฐาน 99.9% (3N) ก็เพียงพอแล้ว ตรวจสอบโปรไฟล์โลหะปริมาณน้อย (Fe, Cu, Co, Ni ทำให้เกิดการดูดซับ IR และการดับการเรืองแสง) ตามความต้องการของคุณ หรือติดต่อทีมงานด้านเทคนิคของเรา