Calciumfluorid

Material
CaF2

 

Calciumfluorid (CaF2) besitzt ein breites Transmissionsband im Wellenlängenbereich zwischen 0,12 µm und 10,5 µm auf. Bereits bei einer Wellenlänge von 160 nm liegt der Transmissionsanteil bei über 80% (siehe spektrale Eigenschaften).  Das Material ist nur sehr schwach doppelbrechend. Calciumfluorid zeigt gute mechanische und thermische Eigenschaften, woraus sich eine gute Bearbeitbarkeit des Materials ergibt. Zusammen mit dem breiten Transmissionsband, machen diese Eigenschaften CaF2 zu einem vielfältig einsetzbaren Material, dass nach Lithiumfluorid am häufigsten für VUV-Optiken genutzt wird.

Kristalle aus Calciumfluorid werden nach der Czochralski- oder Bridgman-Methode gezogen. Dabei wird das Material in mehreren Qualitäten verarbeitet (IR,UV) und ist sowohl als monokristallines als auch als polykristallines Material erhältlich.

Calciumfluorid wird zur Erzeugung von optischen Fenstern, Prismen, Linsen und anderen optischen Elementen verwendet.

 

Eigenschaften
Optische Eigenschaften
Transmissionsbereich in µm (Minimum 10%)
0,12‐11,8
Transmissionsbereich in µm (Minimum 50%)
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
Probendicke: 2 mm
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