Polvere di ossido di litio, con la formula molecolare LI2O, CAS 12057-24-8, il peso molecolare è 29,88. È l'ossido più comune di litio ed è ampiamente usato come componente del vetro. Polvere bianca o guscio duro solido, composto ionico, densità relativa di 2,013 g/cm3, punto di fusione di 1567 gradi (1840k), punto di ebollizione di 2600 gradi, la sublimazione inizia oltre 1000 gradi. Ha il punto di fusione più alto tra gli ossidi di vari elementi nel primo gruppo principale (IA) (metalli alcali). Facilmente deliquescente, solubile in acqua, generando un forte lioh alcalino. Ampiamente utilizzato in campi come batterie al litio, ceramica di vetro, industria chimica al litio, industria nucleare, ecc. Nel campo delle batterie al litio, l'ossido di litio di grado di batteria viene utilizzato principalmente come materiale elettrolitico per batterie al litio solido e un materiale elettrodo positivo per le batterie alimentare. Nel campo della ceramica di vetro, l'ossido di litio viene utilizzato principalmente come additivo per migliorare le prestazioni della ceramica di vetro.
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Formula chimica |
Li2o |
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Messa esatta |
30 |
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Peso molecolare |
30 |
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m/z |
30 (100.0%), 29 (16.4%) |
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Analisi elementare |
Li, 46.45; O, 53.55 |
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Polvere di ossido di litioLa ceramica si riferisce a prodotti in ceramica i cui componenti principali sono Li ₂ O, Al ₂ O3 e SIO ₂. Le sue principali fasi di cristallo sono il granato di litio (li ₂ o · al ₂ o · 2sio ₂) e lo spodumene (li ₂ o · al ₂ o ∝ · 4sio ₂), con un basso coefficiente di espansione termica (buona espansione termica. Li ₂ O è un ossido esterno di rete che migliora la rete di vetro e migliora efficacemente la stabilità chimica del vetro.
(1) Realizzare prodotti in ceramica
Prodotti in ceramica di ossido di litio: grazie al loro eccellente coefficiente di espansione termica e alla resistenza agli shock termici, la ceramica di ossido di litio è ampiamente utilizzata nella produzione di mattoni di rivestimento, tubi di protezione della termocoppia, parti di temperatura costante, ecc. Per forni elettrici (in particolare forni a induzione). Inoltre, la ceramica di ossido di litio può anche essere utilizzata per produrre utensili da laboratorio, utensili da cucina, ecc.
Come legante in ceramica, i materiali della serie Li ₂ O -al ₂ - SiO ₂ (LAS) sono tipici ceramiche a bassa espansione e possono essere utilizzati come materiali resistenti agli shock termici. Nel frattempo, Li ₂ O può anche fungere da legante in ceramica per migliorare la resistenza e la stabilità dei materiali ceramici.
(2) Migliorare le prestazioni della ceramica di vetro
Migliorare la stabilità chimica del vetro: Li ₂ o, come ossido esterno della rete, può rafforzare la struttura della rete del vetro, migliorando così la sua stabilità chimica.
Miglioramento del flusso del vetro: vetro contenente ossido di litio ha una maggiore flusso nello stato fuso rispetto al vetro contenente la quantità corrispondente di ossido di sodio o ossido di potassio. Pertanto, l'aggiunta di una quantità adeguata di ossido di litio durante il processo di fabbricazione del vetro può ottenere migliori prestazioni di elaborazione.
Miglioramento della resistenza della ceramica di vetro: l'ossido di litio può anche fare in modo che alcuni occhiali abbiano un'alta resistenza, soddisfacendo le esigenze di applicazioni specifiche.
(3) produrre glassa di porcellana di alta qualità
Migliorare la lucidosità della glassa di porcellana: l'aggiunta di una quantità adeguata di ossido di litio alla glassa di porcellana può migliorare significativamente la sua lucentezza. Ad esempio, l'aggiunta di carbonato di litio all'1% alla glassa di stoviglie, porcellana elettrica e servizi sanitari può migliorare significativamente la lucidosità del prodotto finito.
Migliorare la fluidità della glassa di porcellana: l'ossido di litio ha una forte capacità di aiuto alla fusione e solo una piccola quantità deve essere aggiunta per migliorare significativamente la fluidità della glassa di porcellana. Questo aiuta a rendere la glassa sparata più uniforme e migliorare la qualità del prodotto.
Prevenire l'evaporazione della glassa: nella produzione di smalti, l'uso di ossido di litio anziché ossido di piombo può ridurre la tendenza a produrre smalti indesiderati su forni e mobili per il forno a causa dell'evaporazione. Soprattutto quando la temperatura supera i 1120 gradi, questo effetto è più pronunciato.
(4) Ridurre il coefficiente di espansione lineare dei prodotti in ceramica
Miglioramento della resistenza agli shock termici: nella produzione di speciali prodotti refrattari, prodotti di argilla per la costruzione, ecc., L'uso di feldspato di litio (contenente ossido di litio) poiché la materia prima può ridurre efficacemente il coefficiente di espansione lineare dei prodotti e migliorare la loro resistenza alle shock termiche.
(5) usato come mineralizzatore
L'aumento della temperatura di sinterizzazione: l'aggiunta di ossido di litio come mineralizzatore nella produzione di speciali prodotti refrattari può ridurre la temperatura di sinterizzazione, risparmiando così energia e costi.
Miglioramento delle proprietà ceramiche: aggiungendo ossido di litio come mineralizzatore, le proprietà meccaniche, la stabilità termica e la stabilità chimica dei prodotti ceramici possono essere migliorati.
(6) Flussi utilizzati nella produzione di smalto
Ridurre la temperatura e il tempo di scatto: nella produzione di smalto, l'ossido di litio come un forte flusso può ridurre la temperatura e il tempo di sparo e migliorare l'efficienza della produzione.
Migliorare le prestazioni di elaborazione dello smalto: utilizzando la forte capacità di fusione dell'ossido di litio, è possibile migliorare le prestazioni di elaborazione dello smalto resistente agli acidi in ghisa a secco.
Processo di preparazione della ceramica di ossido di litio
Il processo di preparazione dipolvere di ossido di litioLa ceramica include principalmente passaggi come la preparazione delle materie prime, la miscelazione di modanature e la sinterizzazione.
Seleziona materie prime appropriate: in base ai requisiti di prestazione dei prodotti in ceramica richiesti, scegli materie prime minerali adatte contenenti li ₂ o come spodumene e diorite.
Elaborazione delle materie prime: frantumazione, macinazione e altra elaborazione delle materie prime per ottenere una distribuzione delle dimensioni delle particelle che soddisfi i requisiti.
Stampaggio misto
Ingredienti: pesare e mescolare accuratamente le materie prime trasformate in base ai requisiti di formula.
Stampaggio: formare le materie prime miste nella forma e nelle dimensioni desiderate attraverso la pressione, la stuccatura e altri metodi.
Sinter
Preriscaldamento: preriscaldare il corpo ceramico formato per rimuovere l'umidità e la materia organica dal corpo.
Sinterizzazione: il corpo preriscaldato è soggetto al trattamento di sinterizzazione ad alta temperatura, causando reagire e densificare le particelle nel corpo.
Raffreddamento: raffreddamento dei prodotti in ceramica sinterizzati per ottenere il prodotto finale.
Caratteristiche delle prestazioni della ceramica dell'ossido di litio
(1) Coefficiente di espansione termica bassa:
Il coefficiente di espansione termica della ceramica di ossido di litio è -0,03 × 10 ⁻⁶/ grado 4,08 × 10 ⁻⁶/ grado nell'intervallo di 1001000 gradi, che è molto più basso rispetto ad altri materiali ceramici. Ciò fa sì che le ceramiche di ossido di litio abbiano una migliore stabilità dimensionale e resistenza agli shock termici ad alte temperature.
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(2) Buona resistenza agli shock termici:
Grazie al suo eccellente coefficiente di espansione termica e resistenza agli shock termici, la ceramica di ossido di litio può mantenere prestazioni stabili in variazioni di temperatura estrema.
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(3) Elevata stabilità chimica:
Li ₂ o, come ossido esterno nella rete, può rafforzare la struttura della rete di vetro, migliorando così la stabilità chimica della ceramica. Ciò consente alla ceramica di ossido di litio di resistere all'erosione da vari acidi, basi e sali.
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(4) Alta resistenza:
Le ceramiche di ossido di litio hanno un'alta resistenza e possono resistere a uno stress meccanico significativo.
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(5) Durezza moderata:
Le ceramiche di ossido di litio hanno una moderata durezza, che può resistere all'usura e ai graffi evitando difficoltà nella lavorazione a causa della durezza.
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Campi di applicazione
(1) Bricci per fodera per fornaci elettrici: le ceramiche di ossido di litio hanno un eccellente coefficiente di espansione termica e resistenza alle shock termiche, quindi sono ampiamente utilizzati per realizzare mattoni per la fodera per i forni elettrici (in particolare fornaci a induzione). Questi mattoni di rivestimento possono mantenere prestazioni stabili ad alte temperature, impedendo danni al forno elettrico a causa delle variazioni di temperatura.
(2) Tubo di protezione della termocoppia: una termocoppia è un sensore utilizzato per misurare la temperatura. Durante l'uso di termocoppie, devono essere protetti per prevenire danni da alte temperature e ambienti corrosivi.Polvere di ossido di litioLa ceramica ha un'eccellente stabilità termica e chimica e sono quindi utilizzate per produrre tubi di protezione della termocoppia.
(3) Parti termostatiche: a causa dell'eccellente coefficiente di espansione termica e stabilità della ceramica di ossido di litio, sono ampiamente utilizzate nella produzione di parti che richiedono una manutenzione a temperatura costante. Queste parti possono mantenere prestazioni stabili in variazioni di temperatura estreme, garantendo il normale funzionamento dell'apparecchiatura.
(4) I vasi di laboratorio: le ceramiche di ossido di litio hanno un'eccellente stabilità termica e chimica e può resistere a temperature elevate e ambienti corrosivi. Pertanto, viene utilizzato per realizzare utensili da laboratorio come tubi di prova, becher, ecc. Queste navi possono garantire l'accuratezza e l'affidabilità dei risultati sperimentali.
(5) Utensili da cottura: le ceramiche di ossido di litio hanno un'eccellente resistenza e stabilità chimica ad alta temperatura e sono quindi utilizzate per produrre utensili da cottura. Questi utensili possono mantenere prestazioni stabili ad alte temperature senza rilasciare sostanze dannose, garantendo la sicurezza e la salute degli alimenti.
Stabilità chimica
Stabilità termica
L'ossido di litio (LI₂O) mostra una stabilità termica estremamente elevata, con un intervallo di punti di fusione di 1427-1727 gradi e un punto di ebollizione fino a 2600 gradi, che inizia a sublimare sopra i 1000 gradi. La sua struttura cristallina appartiene al sistema di cristallo cubico inverso di tipo fluorescente (gruppo spaziale FM3M), con ioni di litio (Li⁺) situato nei vuoti tetraedrici formati da ioni di ossigeno (O²⁻), che formano un lattine ionico stabile. Questa struttura gli consente di mantenere l'inertezza chimica ad alte temperature; Tuttavia, dovrebbe essere notato quanto segue:
Corrosione ad alta temperatura: sopra 1000 gradi, l'ossido di litio può reagire con il vetro (principalmente composto da siO₂) per formare silicato di litio (Li₂sio₃), causando danni strutturali al vetro; Allo stesso tempo, può corrodere metalli come alluminio e zinco, producendo ossidi metallici e sali di litio.
Rischio di decomposizione: sebbene stabile in condizioni normali, l'esposizione prolungata a temperature elevate o ambienti acidi forti possono innescare la decomposizione, rilasciare ossigeno e formare sali di litio.
Stabilità in aria e umidità
Igroscopicità: la polvere di ossido di litio assorbe prontamente l'umidità dall'aria (deliquescenza), formando idrossido di litio fortemente alcalino (LioH), con una soluzione pH> 12, corrosiva per la pelle e le mucose.
Reazione di carbonatazione: nell'aria umida, l'ossido di litio reagisce ulteriormente con l'anidride carbonica per formare carbonato di litio (Li₂co₃), causando degradazione del prodotto. Il percorso di reazione è il seguente:
Li2 O+H2 O → 2LIOH (idrolisi)
2LIOH+CO2 → Li2 CO3+H2 O (carbonizzazione)
Reattività acida-base
Forte alcalinità: idrossido di litio, che è prodotto dalla reazione di ossido di litio con acqua, è un forte alcali che può reagire con gli acidi per formare sali di litio e acqua. Ad esempio, quando reagisce con acido cloridrico (HCl): li2 o +2 HCl → 2licl+H2 O
Riducività: l'ossido di litio può essere ridotto al litio elementare ad alte temperature da forti agenti riducenti come silicio e alluminio: 3li2 o +2 al → 6li+al2 o3
Rischi di sicurezza
Pericoli per la salute
Corrosività: la polvere di ossido di litio è altamente irritante per la pelle, gli occhi e il tratto respiratorio. L'esposizione può causare ustioni, arrossamenti, dolore e persino polmonite chimica o edema polmonare.
Tossicità: l'inalazione o l'ingestione di ossido di litio può causare sintomi come mal di testa, nausea e vomito. L'esposizione prolungata può causare danni agli organi.
Pericoli ambientali
Inquinamento dell'acqua: l'ossido di litio e i suoi prodotti di idrolisi (Lioh) sono dannosi per gli ecosistemi acquatici. Evita di scaricare grandi quantità in acque sotterranee, corsi d'acqua o sistemi di liquami.
Inquinamento del suolo: l'ossido di litio può alterare il pH del suolo e influenzare l'attività microbica. Smaltire correttamente i rifiuti.
Simboli di pericolo e classificazione
Classificazione GHS: corrosione della pelle (categoria 1B), grave danno agli occhi (categoria 1).
Simbolo di pericolo: corrosivo (c), dichiarazione di pericolo H314 (provoca gravi ustioni della pelle e danni agli occhi).
Precauzioni di sicurezza: indossare guanti protettivi, occhiali e indumenti protettivi; evitare di inalare polvere; Conservare in un luogo fresco e asciutto lontano dall'aria e dall'umidità.
Raccomandazioni sulla gestione e lo stoccaggio della sicurezza
Protezione personale
Durante la maneggevolezza, indossare indumenti protettivi resistenti alla corrosione, guanti (come guanti di gomma butilici) e occhiali per evitare il contatto diretto con la pelle e gli occhi.
Opera in un cofano o un sistema chiuso per prevenire la dispersione della polvere.
Condizioni di stoccaggio
Sigillatura: l'ossido di litio deve essere conservato in un contenitore sigillato per evitare il contatto con aria, umidità e anidride carbonica.
Controllo ambientale: la temperatura di accumulo deve essere inferiore a 25 gradi, umidità relativa inferiore al 50%, in un luogo fresco, ben ventilato, asciutto.
Misure di isolamento: conservare separatamente da acidi forti, ossidanti forti e materiali infiammabili per prevenire reazioni incrociate.
Risposta di emergenza
Gestione delle perdite: utilizzare materiali inerti (come la sabbia secca) per assorbire la perdita, evitando la generazione di polvere; Raccogli e mettiti in un contenitore sigillato per lo smaltimento come rifiuti pericolosi.
Risposta del fuoco: l'ossido di litio stesso non è infiammabile, ma può rilasciare ossigeno ad alte temperature, il che può aiutare la combustione. Quando si estinguono gli incendi, usa la nebbia d'acqua, la schiuma resistente all'alcol o l'anidride carbonica; Non utilizzare estintori a polvere secca.
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