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材料导报A:综述篇
2013年5月(上)第27卷第5期
氟化镁晶体的应用研究进展
王丽平2,韩培德',许并社
(1太原理工大学材料科学与工程学院,太原030024;2太原理工大学物理与光电工程学院,太原030024)
摘要氣化镁具有特殊的物理化学性能,包括优良的光学性能、高的热稳定性及化学稳定性、高硬度等,因而
在众多领域都有重要应用。综述了氟化镁材料的特性及在不同领域中的应用研究进展。最后展望了将来氟化镁的
应用研究方向。
关键词氟化镁光学性能光学薄膜
中图分类号:TB32
文献标识码:A
Research Progress on Application of Magnesium Fluoride Crystals
WANG Liping:, HAN Peide, XU Bingshe
(1 College of Materials Science and Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024; 2 College of
Physics and Optoelectronics, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024)
Abstract Magnesium fluoride has special physical and chemical properties, including excellent optical perfor-
mance, high thermal stability and chemical stability, high hardness, etc., and thus has been applied in many field
The properties of magnesium fluoride and the research progress in its applications in all fields are reviewed. Finally
the future research orientations of magnesium fluoride application are prospected
Key words magnesium fluoride, optical property, optical fil
科学技术的飞速发展与进步在不断改変人们生活的同吸收均很小。此外,氟化镁晶体还具有双折射性能和较高的
时,也对材料性能提出了更高要求。氟化镁(MgF2)是一种激光损伤阅值。这些优异性能使得氟化镁在光学、催化及
重要的无机化工原料和光学材料,由于具有众多的优良性其它很多领域都有重要应用2。图2为MgF2块体材料的折
能,在当今科技高速发展的时代,其应用领域越来越广泛,包射率随波长的变化规律。从图2可以看出,MgF2折射率
括铝电解、金属镁的冶炼、催化剂载体、光学棱镜及窗口元件的实部n以及虚部消光系数k都随波长的变化而变化。整
等。本文从氟化镁结构及性能出发,全面概述了其在各个领体而言,随着波长的增大,折射率m及消光系数k均减小,但
域的应用研究进展。
在300nm之后,减小的幅度明显变小,折射率及消光系数
1MgF2晶体的结构
k随波长的增加逐渐趋于恒定。折射率的虚部与材料的光吸
收性能密切相关,虚部越大,吸收越大;虚部越小,吸收越小。
氟化镁的化学式为MgF2,分子量为62.3,无色结晶或自从图2可以看出,300~800nm波段内,MgF2的消光系数很
色粉末;在灯光下产生紫色萤光;溶于硝酸,难溶于水和乙小,材料无吸收,因此该波段内为全透明;:100~300nm波段
醇。熔点1248℃,有毒。MgF2具有四方金红石结构,空间内,消光系数随波长减小大幅增加,但其数值仍然很小,在该
群为P42/mnm,晶胞参数为a=b=0.4615nm,c=0.3043波段内MgF2几乎无吸收,外观上仍然是透明的。
mm,a=B=y=90,其结构模型见图1。由图1可见,MgF2
晶胞中每个氟离子周围有3个镁离子,每个镁离子周围有6
个氟离子
2MgF2晶体的性能
氟化镁具有很多优良的性能,包括:高温下的低化学活
性及高抗腐蚀性;高热稳定性以及高硬度;从真空紫外120
nm到红外的80pm范围内非常优异的透过率、低折射率
图1MgF2单胞结构模型
(n=1.38);宽带隙(10.8eV),在真空紫外波段到红外波段
Fig. I The structural model of Mgf2 cell
国家自然科学基金(50874079:60976018:51002102);太原理工大学校青年基金(20121037)
王丽平:女,博士生,主要从事薄膜及界面研究E-mail:wanglipingl@tyut.edu.cn许并社:通讯作者,男,博士生导师,主要从事
新材料及界面研究 E-mail: cubs(a tyut. edu. cn