Was ist Lithiumfluorid?
Lithiumfluorid ist eine anorganische Verbindung aus Lithium und Fluor, die durch die chemische Formel LiF dargestellt wird. Es handelt sich um ein weißes oder fast weißes, geruchloses Pulver.
Es hat eine geringe Löslichkeit in Wasser und ist weitgehend unlöslich. Es ist dafür bekannt, dass es die höchste Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung hat und wird als spezielles optisches Material verwendet. Es hat einen extrem hohen Schmelzpunkt von 1063 °C und eine hohe Härte, was es in Hochtemperaturumgebungen stabil macht.
Lithiumfluorid wird als Rohstoff für Lithiumhexafluorophosphat in Lithiumbatterien, als Kühlmittel in Kernkraftwerken, als optisches Material für ultraviolette Strahlung und in vielen anderen Bereichen verwendet.
Anwendungen von Lithiumfluorid
Lithiumfluorid wird hauptsächlich als Rohstoff für Lithium-Batterien, als Kühlmittel in Kernkraftwerken, als optisches Material und als leitfähiges Material verwendet.
1. Rohstoff für Lithiumbatterien
Lihiumfluorid ist ein Vorprodukt für Lithiumhexafluorophosphat, den Elektrolyten in Lithiumbatterien. Lithiumfluorid kann mit Fluorwasserstoff und Phosphorpentachlorid zu Lithiumhexafluorophosphat umgesetzt werden.
2. Kühlmittel für Kernreaktoren
Lithiumfluorid ist als chemisch äußerst stabil bekannt. Hochkonzentriertes Lithiumfluorid wird im Gemisch mit Beryllium-Fluorid als Kühlmittel in Kernreaktoren verwendet.
Gemischte Lösungsmittel aus Lithium-Fluorid und Beryllium-Fluorid (FLiBe) haben einen niedrigen Schmelzpunkt (360-459 °C, 680-858 °F) und eine hohe Wärmeleitfähigkeit, was sie zur effizientesten aller Fluoridsalzkombinationen für die Verteilung der Wärme in Kernreaktoren macht.
3. Optische Materialien
Lithiumfluorid-Kristalle sind das Material mit der höchsten Durchlässigkeit für ultraviolettes Licht. Diese Eigenschaft macht Lithiumfluorid zu einem Rohstoff für spezielle optische Komponenten für das ultraviolette Spektrum.
Lithiumfluorid wird auch in Beugungskristallen für die Röntgenspektrometrie und in Geräten zur Aufzeichnung der Exposition gegenüber ionisierender Strahlung wie Gamma- und Betastrahlen verwendet.
4. Leitende Materialien
Lithiumfluorid hat eine hohe Dielektrizitätskonstante von 9,0 und wird daher häufig als Kopplungsschicht zur Verbesserung der Elektroneninjektion in Kathoden für organische LEDs und synthetische LEDs verwendet. Die Dicke der hier verwendeten Lithiumfluorid-Schicht beträgt in der Regel etwa 1 nm.
Eigenschaften von Lithiumfluorid
Lithiumfluorid ist eine anorganische Verbindung, die aus Lithium und Fluor besteht und durch die chemische Formel LiF dargestellt wird. Sein Molekulargewicht beträgt 25,94.
Es handelt sich um einen farblosen Kristall, der in Wasser praktisch unlöslich ist, aber in Ethanol und Dimethylformamid leicht löslich ist. Es hat einen hohen Schmelz- und Siedepunkt von 1063 °C und 1686 °C.
Es ist eine Art Ionenkristall und besteht aus Li+ und F- Ionen. Die Kristalle haben eine kubische Struktur und eine Gitterkonstante von 3,01 Å, was sie zu sehr harten Materialien macht. Lithiumfluorid ist aufgrund seiner hervorragenden thermischen und elektrischen Leitfähigkeit auch ein Material von großer industrieller Bedeutung.
Struktur von Lithiumfluorid
Lithiumfluorid ist eine ionische Verbindung und besteht aus Li+ und F- Ionen. Der Ionenkristall von Lithiumfluorid hat eine kubische Struktur mit abwechselnden Lithium- und Fluorid-Ionen.
Die Gitterkonstante dieses Einheitsgitters beträgt etwa 3,01 Å. Lithiumfluorid hat einen sehr kleinen Ionenradius und eine dichte Einheitsgitterstruktur, was es sehr hart macht.
Weitere Informationen zu Lithiumfluorid
Produktionsmethoden für Lithiumfluorid
Die allgemeine Methode zur Herstellung von Lithiumfluorid ist die Reaktion von wasserlöslichen Lithiumsalzen wie Lithiumsulfat, Lithiumcarbonat, Lithiumnitrat und Lithiumchlorid mit Fluorwasserstoffsäure.
Die Reaktionsformel am Beispiel von Lithiumsulfat lautet wie folgt:
Li2SO4 + HF → LiF↓ + LiHSO4
Bei dieser Methode wird wässrige Lithiumsalzlösung in kleinen Mengen zu Fluorwasserstoffsäurelösung gegeben, um einen Niederschlag von Lithiumfluorid als Reaktionsprodukt zu erhalten. Das entstandene Lithiumfluorid wird abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, um pulverförmiges Lithiumfluorid zu erhalten.