Calciumfluorid

Material
CaF2

 

Calciumfluorid wird üblicherweise für optische Komponenten im Wellenlängenbereich von ultraviolett bis infrarot verwendet. Es ist im Bereich von 0,15µm bis 9,0µm transparent und besitzt eine extrem schwache Doppelbrechung.

 

Das Material kombiniert brillante mechanische, technische und bearbeitungsrelevante Eigenschaften mit einer großen Transmissionsbandbreite, hoher optischer Homogenität und hoher Strahlungshärte. Alle optischen Eigenschaften dieses Materials sind hochstabil.

 

Calciumfluorid ist chemisch ziemlich träge, was bedeutet das polierte Oberflächen unter normalen Bedingungen sehr stabil und langlebig sind. Sein geringer Brechungsindex erlaubt diesem Material sogar Anwendungen ohne Antireflexionsbeschichtung. Durch die geringe Absorption ist es ideal für den Einsatz in Hochleistungslasern. Aufgrund dieser Eigenschaften ist CaF2 auch deutlich langlebiger in flourhaltiger Umgebung als vergleichbare andere Materialien.

 

Calciumfluorid wird zur Produktion von optischen Fenstern, Prismen, Linsen und diversen anderen optischen Bauteilen vom UV- bis IR-Bereich verwendet. Optische Bauteile aus CaF2 werden ohne Schutzbeschichtungen verwendet. Zudem finden Calciumfluoridkristalle mit reflektierenden Oberflächen der Orientierung <111> oftmals Anwendung als Standards oder Monochromatoren im Röntgenbereich.

 

Wir verwenden für unsere Calciumfluorid-Optiken ausschließlich Kristalle höchster Qualität welche mittels Czochralski und Bridgman-Methode gezogen wurden, und liefern nur hoch transparente und verlustarme CaF2 Fenster, Prismen, Linsen, achromatische Linsen und andere optische Komponenten. Calciumfluorid ist in zwei Qualitäten (monodomän und polydomän) und zwei Klassen (IR-, UV-grade) erhältlich, wobei UV-klassifizierte Kristalle deutlich teurer sind.

Eigenschaften
Optische Eigenschaften
Transmissionsbereich in µm @10% Min. 0,12 - 11,8
Transmissionsbereich in µm @50% Min. 0,13 - 10,5
Brechungsindex @ 633nm 1,432888
(1,39908 @5µm)
Reflexionsverluste in % an 1 Oberfläche 2,89 @ 4µm
Reflexionsverluste in % an 2 Oberflächen 5,4 @ 5µm
dn/dT in 1/K -10,6 · 10-6
Physikalische Eigenschaften
Dichte in g/cm³ 3,18
Schmelzpunkt in °C 1418
Spezifische Wärmekapazität in J/(kg · K) 854
Thermische Leitfähigkeit in W/(m · K) 9,71
Thermische Ausdehnung in 1/K 18,9 · 10-6
Dielektische Konstante 6,76
Wasserlöslichkeit in g/100g 0,16 · 10-4 @ 25°C
Mohs-Härte 4
Knoop-Härte in kg/mm² 163
Materialtyp Einkristall, synthetisch
Kristalltyp kubisch flächenzentriert
Kristallstruktur cF12
Gitterkonstante in Å a = 5,46
Elastizitätskonstanten in GPa C11 = 165
C12 = 47
C44 = 33,9
Elastizitätsmodul (E) in GPa 75,8
Schubmodul (G) in GPa 33,7
Kompressionsmodul (K) in GPa 82,71
Biegefestigkeit in MPa 40
Dehnungsgrenze in MPa 36,5
Poissonzahl 0,29
Spektrale Eigenschaften