氟化钙（CaF2）晶体

简单描述

氟化钙晶体（化学式CaF2）是一种无色立方晶体或白色粉末，难溶于水，单晶是透明的。它属于立方晶系，透光波段为0.13~10µm，是优良的紫外、红外窗口材料。氟化钙是萤石或称氟石的主要成分，也是氟元素的主要来源。

详细描述

氟化钙晶体具备高透射率和良好的长期辐射稳定性，被广泛应用于光学仪器中。随着光刻技术向较短波长的发展，氟化钙晶体更是成为极紫外光刻物镜的首选材料。此外，氟化钙还被用于制取氟化氢、氟气、氟化物等重要化学试剂。

在机械加工方面，由于电子信息技术的发展，对氟化钙晶体加工表面的质量提出了近乎苛刻的要求，如纳米级的粗糙度、亚微米级的平整度、高完整性的表面等。

优点

1. 透光性能好：氟化钙晶体在13~10μm波长范围内透光性能良好，透光范围宽，适用于多种光学应用。
2. 应力双折射低：在200nm以上无明显本征双折射，保证了光学元件的性能稳定。
3. 折射率均匀且高：使得氟化钙晶体成为制作高精度光学元件的理想材料。
4. 机械性能稳定：具有良好的机械强度，能够承受一定的外力作用而不易损坏。
5. 不潮解：在空气中不易吸收水分，保持了晶体的稳定性和光学性能。
6. 抗辐照损伤能力强：在高能辐射环境下仍能保持良好的光学性能，适用于核工业、航空航天等领域。

应用领域

1. 医疗领域：氟化钙晶体被广泛用于牙科治疗中，可以作为牙膏和漱口水的成分，有效预防龋齿和牙齿蛀牙。此外，它还可以用于骨科手术中的骨修复，填补骨缺损部位，促进骨骼的愈合。在医学成像中，氟化钙晶体也被用作制备医用显像剂，如X射线造影剂和核医学显像剂，提高诊断和治疗的效果。
2. 化工领域：氟化钙晶体可以作为制造氟化物的原料，提供稳定的氟离子。同时，它还可以作为催化剂的载体，增加反应物质与催化剂的接触面积，提高反应效率。此外，氟化钙晶体还可用作冶金助熔剂、脱水和脱氢催化剂。
3. 建筑领域：氟化钙晶体可以用作水泥和混凝土的添加剂，提高强度和耐久性。在玻璃制造中，加入氟化钙晶体可以降低玻璃的熔点，提高玻璃的透明度和硬度。此外，它还可以用于制造光学玻璃、光导纤维等光学材料。
4. 农业领域：氟化钙晶体可以用作植物营养剂的添加剂，促进植物的生长，提高植物的产量和品质。在一些酸性土壤中，加入适量的氟化钙晶体还可以中和土壤的酸性，提高土壤的肥力。
5. 光学领域：由于其高透明度和低折射率，氟化钙晶体被广泛用作光学仪器的透镜和窗口材料。在激光技术中，氟化钙晶体可以用作激光器的光学元件，如激光谐振腔和光学棱镜。此外，氟化钙晶体还可以用于红外光学系统，如红外摄像机和红外激光雷达。
6. 电子领域：氟化钙晶体具有稳定性和高熔点，常被用作高温热电材料的基底。在电子器件制造中，氟化钙晶体可以用作半导体材料的基底，如氟化钙晶体晶片。

基本参数

参数名称	数值
分子式	CaF2
分子量	78.07
密度	3.18g/cm³
熔点	1360~1423℃（不同文献报道略有差异）
沸点	约2500℃
折射率	nD=1.43389（在特定波长下）
莫氏硬度	4级
溶解度	在18℃时，100g水中溶解0.0016g
透光范围	0.1259μm（或0.1310μm，不同来源数据略有差异）
热膨胀系数	1.838×10-5/℃（或18.85×10-6/℃，不同条件下略有差异）
其他特性	光学各向同性、低吸收、低折射率