フッ化マグネシウム

フッ化マグネシウムの化学的性質・用途・生産

説明

フッ化マグネシウムは、金属ベリリウムやウランを製造する際の副産物である。

フッ化マグネシウムは、マグネシウム冶金やセラミック産業のフラックスとして使用されています。 また、宇宙開発用の紫外光学部品として、真空紫外(140nm)から赤外(7)までの光を透過する高純度のフッ化マグネシウムの光学窓が推奨されています。 また、フッ化マグネシウムは、反射防止効果が高く、低屈折率の反射防止膜材料としても使用できます。

用途

フッ化マグネシウムは、マグネシウムの冶金やセラミックスの分野で、フラックスとして使用されています。 フッ化マグネシウムのようなアルカリ土類のフッ化物の単結晶は、紫外から中赤外までの広い透明領域を持つため、光学的用途に適している。
グラファイトにフッ素とフッ化マグネシウムを加えた3元系化合物は、高い導電性を持つため、陰極や新しい導電性材料として重要な可能性を秘めています。 最後に、NaF-MgF2の共晶は、太陽光発電システムのための高度な潜熱エネルギー貯蔵に提案されています。

Preparation

フッ化マグネシウムは、マグネシウム塩溶液をフッ化水素酸またはフッ化ナトリウムで処理することにより調製されます。
MgSO4 + 2HF → MgF2 + 2H+ + SO42-
または炭酸マグネシウムにフッ化水素酸を加えることにより調製されます。
MgCO3 + 2HF → MgF2 + CO2 + H2O John R. Papcun, Fluorine Compounds, Inorganic, Magnesium, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 2000
H. 田中，小林，榊原，フッ化マグネシウム膜，反射防止膜及び光学素子の製造方法，特許，2013

解説

フッ化マグネシウム（MgF2）は白色の結晶塩で，アルミニウム鉱石を電気分解して金属アルミニウムを製造する際に用いられるほか，各種光学部品の反射膜としても使用される。 正方晶の複屈折結晶で、TiO2型の構造をしています。

化学的性質

白色～淡いベージュ色の粉末

化学的性質

フッ化マグネシウムは微細な白色の結晶粉末で、化学反応性は低い。 この比較的不活性な性質により、光学および電子材料の光透過特性を変えるための安定した永久膜などの用途があります。

用途

真空蒸着に適しています。 フッ化マグネシウムは、自然界ではセライトという鉱物として存在する。 ガラスやセラミックスなどに使用される。 単結晶は偏光プリズムやレンズに使われる。

用途

セラミックスやガラス工業において.フッ化マグネシウムは、低吸収で耐久性のある結晶で、高出力レーザーや宇宙などのUV用途に適しています。 また、MgF2は天然の複屈折性を持っており、この特性を利用して、特に0.13～0.30μmの波長領域での位相差板や偏光素子などの用途に最適な材料です。

用途

フッ化マグネシウム（MgF2）は、眼鏡の矯正レンズの偏光に用いられ、レンズを通過する光の波の向きを選択することで太陽光の眩しさを軽減します。また、窓やサングラスなどの光学製品の偏光にも使用されます。

作り方

フッ化マグネシウムは、ルチル構造を持つ無色の塩である。 酸化マグネシウムとHF、または炭酸マグネシウムとNH4F-HFの反応で生成されます。 また、ベリリウムなどの元素を製造する際に、対応するフッ化物をマグネシウム金属で還元することで生じる副産物でもあります。

危険有害性

強い刺激性があります。 TLV：2.5mg(F)/m3。

安全性プロファイル

飲み込むと中程度の毒性。 加熱して分解すると、F-の有毒ガスを発生する。 MAGNESIUMおよびFLUORIDESの項も参照。