氟化鎂晶體的應(yīng)用研究進(jìn)展，氟化鎂具有特殊的物理化學(xué)性能，包括優(yōu)良的光學(xué)性能、高的熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性、高硬度等，因而在眾多領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。綜述了氟化鎂材料的特性及在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用研究進(jìn)展。最后展望了將來(lái)氟化鎂的應(yīng)用研究方向。

科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展與進(jìn)步在不斷改變?nèi)藗兩畹耐瑫r(shí)，也對(duì)材料性能提出了更高要求。氟化鎂（ＭｇＦ２）是一種重要的無(wú)機(jī)化工原料和光學(xué)材料，由于具有眾多的優(yōu)良性能，在當(dāng)今科技高速發(fā)展的時(shí)代，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，包括鋁電解、金屬鎂的冶煉、催化劑載體、光學(xué)棱鏡及窗口元件等。本文從氟化鎂結(jié)構(gòu)及性能出發(fā)，全面概述了其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究進(jìn)展。１ ＭｇＦ２晶體的結(jié)構(gòu)氟化鎂的化學(xué)式為ＭｇＦ２，分子量為６２．３，無(wú)色結(jié)晶或白色粉末；在燈光下產(chǎn)生紫色螢光；溶于硝酸，難溶于水和乙醇。熔點(diǎn)１２４８℃，有毒。ＭｇＦ２具有四方金紅石結(jié)構(gòu)，空間群為Ｐ４２／ｍｎｍ，晶胞參數(shù)為ａ＝ｂ＝０．４６１５ｎｍ，ｃ＝０．３０４３ｎｍ，α＝β＝γ＝９０°［１］，其結(jié)構(gòu)模型見(jiàn)圖１。由圖１可見(jiàn)，ＭｇＦ２晶胞中每個(gè)氟離子周圍有３個(gè)鎂離子，每個(gè)鎂離子周圍有６個(gè)氟離子。２ ＭｇＦ２晶體的性能氟化鎂具有很多優(yōu)良的性能，包括：高溫下的低化學(xué)活性及高抗腐蝕性；高熱穩(wěn)定性以及高硬度；從真空紫外１２０ｎｍ到紅外的８０μｍ范圍內(nèi)非常優(yōu)異的透過(guò)率、
低折射率（ｎ＝１．３８）；寬帶隙（１０．８ｅＶ），在真空紫外波段到紅外波段吸收均很小。此外，氟化鎂晶體還具有雙折射性能和較高的激光損傷閾值

［１］。這些優(yōu)異性能使得氟化鎂在光學(xué)、催化及其它很多領(lǐng)域都有重要應(yīng)用

［２］。為ＭｇＦ２塊體材料的折射率隨波長(zhǎng)的變化規(guī)律

［３］。從圖２可以看出，ＭｇＦ２折射率的實(shí)部ｎ以及虛部消光系數(shù)ｋ都隨波長(zhǎng)的變化而變化。整體而言，隨著波長(zhǎng)的增大，折射率ｎ及消光系數(shù)ｋ均減小，但在３００ｎｍ之后，減小的幅度明顯變小，折射率ｎ及消光系數(shù)ｋ隨波長(zhǎng)的增加逐漸趨于恒定。折射率的虛部與材料的光吸收性能密切相關(guān)，虛部越大，吸收越大；虛部越小，吸收越小。從圖２可以看出，３００～８００ｎｍ波段內(nèi)，ＭｇＦ２的消光系數(shù)很小，材料無(wú)吸收，因此該波段內(nèi)為全透明；１００～３００ｎｍ波段內(nèi)，消光系數(shù)隨波長(zhǎng)減小大幅增加，但其數(shù)值仍然很小，在該波段內(nèi)ＭｇＦ２幾乎無(wú)吸收，外觀上仍然是透明的。

圖２ ＭｇＦ２的折射率
Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ＭｇＦ２３ ＭｇＦ２的應(yīng)用３．１ ＭｇＦ２晶體在光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用ＭｇＦ２是一種重要的光學(xué)薄膜材料。特別地，紫外波段低吸收的特點(diǎn)使其成為該波段為數(shù)不多的光學(xué)薄膜材料之一。ＭｇＦ２光學(xué)薄膜應(yīng)用極為廣泛，現(xiàn)介紹如下。（１）金屬反射鏡的保護(hù)膜金屬具有優(yōu)良的反射性能，常被用作高反射鏡，常用的有鋁（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）等。但這些材料質(zhì)軟，容易損壞，所以通常在其表面鍍一層保護(hù)膜，ＭｇＦ２是最常用的保護(hù)膜材料。例如，純金屬Ａｌ的反射性能優(yōu)異，但純Ａｌ極易氧化，在其表面涂覆ＭｇＦ２膜后，由于ＭｇＦ２化學(xué)穩(wěn)定性好，同時(shí)幾乎無(wú)吸收，因此在保護(hù)Ａｌ反射膜不被氧化的同時(shí)，保持了Ａｌ的高反射性。目前，這種Ａｌ＋ＭｇＦ２反射器已廣泛用于遠(yuǎn)紫外波段工作的光學(xué)器件，如空間紫外遙感器中的漫反射板
［３］。類似地，金屬Ａｇ具有寬角譜、寬光譜的特點(diǎn)，在可見(jiàn)和紅外區(qū)有很高的反射率，廣泛用于光學(xué)多層膜。但Ａｇ質(zhì)軟，化學(xué)穩(wěn)定性、環(huán)境適應(yīng)性較差，因此通常要在其表面涂覆保護(hù)層。Ａｇ＋ＭｇＦ２反射器也是常用的金屬反射膜系統(tǒng)
［４］。（２）ＭｇＦ２增透膜和增反膜ＭｇＦ２單層增透膜。ＭｇＦ２是應(yīng)用最廣泛的單層增透膜材料。ＭｇＦ２在可見(jiàn)光波段的折射率為１．３８，介于空氣和光學(xué)元件的折射率之間，根據(jù)薄膜干涉原理，將一定厚度的ＭｇＦ２膜鍍?cè)诠鈱W(xué)器件表面之后，能夠使得特定波長(zhǎng)的光在薄膜上下兩個(gè)表面的反射光干涉相消，達(dá)到增加透射的目的。目前，ＭｇＦ２單層增透膜已經(jīng)廣泛應(yīng)用于光學(xué)鏡頭、照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡等光學(xué)器件

［５］。ＭｇＦ２／介質(zhì)膜。除單層膜外，ＭｇＦ２與其它介質(zhì)膜構(gòu)成的多層膜也常被用作高反膜和高透膜。常見(jiàn)的ＭｇＦ２／介質(zhì)膜有ＭｇＦ２／ＺｎＯ、ＭｇＦ２／ＬａＦ３、ＭｇＦ２
／ＺｎＳ等，廣泛應(yīng)用于激光器、太陽(yáng)能電池、有機(jī)電致發(fā)光器件等領(lǐng)域。如中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所Ｇ．Ｈ．Ｌｉｕ課題組提出將ＭｇＦ２／ＬａＦ３高反射器應(yīng)用于激光器中可提高激光損傷閾

［６］。瑞士Ｊ．Ｐｅｒｒｅｎｏｕｄ等將ＭｇＦ２膜鍍?cè)冢茫洌裕逄?yáng)能電池中用作導(dǎo)電薄膜的摻雜Ａｌ的ＺｎＯ膜上，可明顯提高電池的效率

［７］。韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究所納米材料中心的Ｓｕｎｇ－Ｍｏｋ Ｊｕｎｇ等從理論上設(shè)計(jì)并采用磁控濺射方法在ＧａＡｓ襯底上制備了雙層ＭｇＦ２／ＺｎＳ及三層ＭｇＦ２／ＺｎＳ－ＭｇＦ２／ＺｎＳ減反射膜，發(fā)現(xiàn)ＭｇＦ２／ＺｎＳ雙層膜會(huì)有效降低可見(jiàn)光波段的反射，從而提高太陽(yáng)能電池的利用率