Magnesium Fluoride

Material
MgF2

Magnesium Fluoride (MgF2) ist ein Material mit einer Transparenz im Wellenlängenbereich zwischen 0,12 µm und 7,5 µm. Zudem ist es doppelbrechend. Die Kombination dieser beiden Eigenschaften ermöglicht die Herstellung polarisierender Optiken. Magnesiumfluorid besitzt auch bei einer Wellenlänge von 121 nm noch einen Transmissionsanteil von 50 % (siehe spektrale Eigenschaften). Magnesiumfluorid zeichnet sich durch seine Härte aus und wird für robuste und beständige Bauteile verwendet. Außerdem ist das Material resistent gegen thermische und mechanische Stöße. IMPEX nutzt die Kristallzüchtungsmethoden nach Czochralski und Bridgman zur Erzeugung hochqualitativer MgF2-Optiken. Dabei ist das Magnesiumfluorid sowohl mono- also auch polykristallin erhältlich.

Aus Magnesiumfluorid werden VUV-Optiken (für die Raumfahrttechnik), Polarisationsoptiken sowie Fenster und Prismen für Excimerlaser hergestellt. Auch für die Objektive medizinischer Mikroskope wird es verwendet

Properties
Optical properties
Transmission range in µm (minimum 10%)
0,12‐9,6
Transmission range in µm (minimum 50%)
0,12‐8,5
Refractive index @633nm
1,375 (no)

1,389 (neo)

Reflection losses in % at 1 surface
2,52 @633nm
Reflection losses, % for two surfaces
11,2 @120nm
dN/dT in 1/K
2,3 · 10-6 (parallel)

1,7 · 10-6 (perpendicular)

@400nm

Physical properties
Density in g/cm3
3,177
Melting point in °C
1255
Specific heat capacity in J/(kg · K)
1004
Thermal conductivity in W/(m · K)
21 (parallel)

33,6 (senkrecht)

@300K

Thermal expansion in 1/K
13,7 · 10-6 (parallel)

8,9 · 10-6 (perpendicular)

Dielectric constant
4,87 (parallel)

5.45 (perpendicular)

Solubility in water in g/100g
2 · 10-4 @0-60°C
Mohs hardness
6
Knoop hardness in kg/mm²
415
Material type
single crystalline, synthetic
Crystal type
tetragonal
Crystal structure
tP6
Lattice constant in Å
a = 4,0623

c = 3,053

Elastic coefficient in GPa
C11 = 138

C12 = 88

C13 = 62

C33 = 201

C44 = 56,5

C66 = 98,6

Young's Modulus (E) in Gpa
138,55
Shear Modulus (G) in GPa
54,66
Bulk Modulus (K) in GPa
101,32
Rupture Modulus in MPa
60
Apparent elastic limit in MPa
49,6
Poisson's ratio
0,276
Spectral properties
sample thickness: 2 mm
Optical Properties
Transmission range in µm @10% min. 0.12 - 9.6
Transmission range in µm @50% min. 0.12 - 8.5
Refractive index @ 633nm 1.375 (no)
1.389 (neo)
Reflection losses in % at 1 surface 2.52 @ 633nm
Reflection losses in % at 2 surfaces 11.2 @ 120nm
dn/dT in 1/K 2.3 · 10-6 (parallel c-axis)
1.7 · 10-6 (perpendicular c-axis)
Physical Properties
Density in g/cm³ 3.177
Melting point in °C 1255
Specific heat capacity in J/(kg · K) 1004
Thermal Conductivity in W/(m · K) 21 (parallel) @300K
33.6 (perpendicular) @300K
Thermal Expansion in 1/K 13.7 · 10-6 (parallel)
8.9 · 10-6 (perpendicular)
Dielectric constant 4.87 (parallel)
5.45 (perpendicular)
Solubility in water in g/100g 2 · 10-4 @ 0-60°C
Mohs hardness 6
Knoop hardness in kg/mm² 415
Material type Single crystal, synthetic
Crystal type tetragonal
Crystal structure tP6
Lattice constant in Å a = 4.0623
c = 3.053
Elastic coeficients in GPa C11 = 138
C12 = 88
C13 = 62
C33 = 301
C44 = 56.5
C66 = 95.5
Young's Modulus (E) in GPa 138.55
Shear Modulus (G) in GPa 54.66
Bulk Modulus (K) in GPa 101.32
Rupture Modulus in MPa 60
Apparent elastic limit in MPa 49.6
Poisson ratio 0.276
Spectral Properties