Bariumfluorid

Material
BaF2


Bariumfluorid wird üblicherweise für optische Komponenten vom ultravioletten Spektrumbereich (0,15-0,2µm) bis hin zum infraroten (11-11,5µm) verwendet. Bariumfluorid transmittiert bei 200nm mit ~60% relativ wenig. Allerdings steigt die Transmission ab ca. 500nm auf 96-97%. Erst im Bereich einer Wellenlänge von >9,0µm nimmt die Transmission wieder rasch ab. So beträgt diese bei 10µm noch 85%, bei 12µm hingegen nur noch 42%.

Bariumfluorid ist ein relativ hartes Material, das aber sehr sensibel auf thermische Veränderungen reagiert. In trockener Umgebung kann BaF2 bis zu einer Temperatur von 800°C verwendet werden, allerdings ist die Wasserresistenz noch geringer als die von Calciumfluorid. Daher korrodiert BaF2 auch bei einer Temperatur von 500°C in Wasser. Dennoch ist Bariumflourid das resistenteste optische Fluorid in Bezug auf hochenergetische Strahlung.

BaF2 findet Verwendung als optische Fenster, Linsen, Prismen und anderen optischen Bauteilen im Bereich von UV- bis IR-Strahlung. Für eine vergleichbare Dicke erstreckt sich die Transmission im Vergleich zu Calciumfluorid annähernd 1µm weiter in den IR-Bereich. Zusätzlich ist BaF2 bekannt als eines der schnellsten Szintillatormaterialien, sodass es vor allem im Bereich der schnellwirkenden und strahlungsresistenten Detektoren für Positronemissionstomographie, nuklearer Kalorimetrie, Gamma-Spektroskopie, zur Identifikation von geladenen Partikeln und Neutronen  sowie für Cherenkov-Zähler verwendet wird.

Wir verwenden für unsere Bariumfluorid-Optiken ausschließlich Kristalle höchster Qualität, welche mittels Czochralski und Bridgman-Methode gezogen wurden, und liefern nur hoch transparente und verlustarme Fenster, Prismen, Linsen, achromatische Linsen und andere optische Komponenten. Bariumfluorid ist in zwei Klassen (monodomän und polydomän) sowie in drei verschiedenen Güten (IR-, UV-, Szintillator) erhältlich.

Eigenschaften
Optische Eigenschaften
Transmissionsbereich in µm @10% Min. 0,14 - 15
Transmissionsbereich in µm @50% Min. 0,14 - 14
Brechungsindex @ 633nm 1,47326
(1,45@5µm)
Reflexionsverluste in % an 1 Oberfläche 3,4 @ 4µm
Reflexionsverluste in % an 2 Oberflächen 6,5 @ 5µm
dn/dT in 1/K -15,2 · 10-6
Physikalische Eigenschaften
Dichte in g/cm³ 4,89
Schmelzpunkt in °C 1368
Spezifische Wärmekapazität in J/(kg · K) 410
Thermische Leitfähigkeit in W/(m · K) 10,9
Thermische Ausdehnung in 1/K 18,4 · 10-6
Dielektische Konstante 7,33
Wasserlöslichkeit in g/100g 0,16 @ 25°C
Mohs-Härte 3
Knoop-Härte in kg/mm² 82
Materialtyp Einkristall, synthetisch
Kristalltyp kubisch, CaF2-Struktur
Kristallstruktur cF12
Gitterkonstante in Å a = 6,2
Elastizitätskonstanten in GPa C11 = 91
C12 = 41,2
C44 = 25,3
Elastizitätsmodul (E) in GPa 53,07
Schubmodul (G) in GPa 25,4
Kompressionsmodul (K) in GPa 57,8
Biegefestigkeit in MPa 26,9
Dehnungsgrenze in MPa 26,9
Poissonzahl 0,31
Spektrale Eigenschaften