氟化钙(CaF₂)窗口片是傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术中常用的光学元件之一,凭借其独特的物理化学性质,在特定应用场景中具有显著优势,但也存在一定局限性。以下从优缺点两方面展开分析。
优点
宽光谱透光性
氟化钙窗口片的透光范围覆盖紫外(0.13 μm)至中红外(约10 μm),可同时兼容紫外-可见-红外多波段实验,适用于复杂光谱联用分析。
优异的耐水性
与溴化钾(KBr)等易潮解材质不同,氟化钙在潮湿环境中稳定性高,可直接用于含水样品(如生物体液、细胞培养液)检测,避免因吸湿导致信号干扰。
生物兼容性
其化学性质温和,不会与生物分子发生明显反应,适用于生物医学领域,例如活体组织分析或药物与蛋白质相互作用研究。
中等化学稳定性
在弱酸、中性或碱性环境中性能稳定,表面清洁便捷,维护成本较低,适合常规实验室使用。
缺点
不耐强酸腐蚀
氟化钙遇强酸(如盐酸、硫酸)易被侵蚀,无法用于腐蚀性化学反应监测,需替换为硒化锌(ZnSe)或蓝宝石窗口片。
机械强度较低
莫氏硬度仅为4级,耐磨性较差,长期使用可能出现划痕,影响透光效率和检测精度。
远红外性能不足
透光范围在远红外区(>10 μm)急剧衰减,无法支持远红外光谱分析,需配合聚乙烯(PE)等材质窗口片使用。
高温耐受性有限
工作温度通常低于300°C,高温下易开裂,不适用于高温熔融样品或工业高温反应监测。