Qu’est-ce que le fluorure de lithium ?
Le fluorure de lithium est un composé inorganique constitué de lithium et de fluor, représenté par la formule chimique LiF. Il se présente sous la forme d’une poudre blanche ou presque blanche et inodore.
Il est peu soluble dans l’eau et largement insoluble. Il est connu pour avoir la transmittance la plus élevée aux rayons ultraviolets et est utilisé comme matériau optique spécial. Il a un point de fusion extrêmement élevé de 1 063°C et une grande dureté, ce qui le rend stable dans les environnements à haute température.
Utilisations du fluorure de lithium
Le fluorure de lithium sert principalement de matière première pour l’hexafluorophosphate de lithium dans les batteries au lithium, comme liquide de refroidissement dans les réacteurs nucléaires, comme matériau optique et comme matériau conducteur
1. Matière première pour les batteries au lithium
Le fluorure de lithium est un précurseur de l’hexafluorophosphate de lithium, l’électrolyte des batteries au lithium. Le fluorure de lithium peut être mis en réaction avec le fluorure d’hydrogène et le pentachlorure de phosphore pour produire l’hexafluorophosphate de lithium.
2. Liquide de refroidissement pour les réacteurs nucléaires
Le fluorure de lithium est connu pour être chimiquement extrêmement stable. Le fluorure de lithium hautement concentré est utilisé comme liquide de refroidissement dans les réacteurs nucléaires lorsqu’il est mélangé à du fluorure de béryllium.
Les mélanges de fluorure de lithium et de fluorure de béryllium (FLiBe) ont un point de fusion bas (360-459°C, 680-858°F) et une conductivité thermique élevée, ce qui en fait les plus efficaces de toutes les combinaisons de sels de fluorure pour disperser la chaleur à l’intérieur des réacteurs nucléaires.
3. Matériaux optiques
Les cristaux de fluorure de lithium sont le matériau qui présente la transmittance la plus élevée à la lumière ultraviolette. Cette propriété fait du fluorure de lithium une matière première privilégiée pour les composants optiques spéciaux pour le spectre ultraviolet.
Le fluorure de lithium est également utilisé dans les cristaux de diffraction pour la spectrométrie à rayons X et dans les instruments d’enregistrement de l’exposition aux rayonnements ionisants tels que les rayons gamma et bêta.
4. Matériaux conducteurs
Le fluorure de lithium a une constante diélectrique élevée de 9,0. Il est donc largement appliqué comme couche de couplage pour améliorer l’injection d’électrons dans les cathodes des LED organiques et des Mr LED synthétisées. L’épaisseur de la couche de fluorure de lithium utilisée dans ce cas est généralement d’environ 1 nm.
Propriétés du fluorure de lithium
Le fluorure de lithium est un composé inorganique constitué de lithium et de fluor, représenté par la formule chimique LiF. Son poids moléculaire est de 25,94.
C’est un cristal incolore, pratiquement insoluble dans l’eau, mais facilement soluble dans l’éthanol et le diméthylformamide. Ses points de fusion et d’ébullition sont élevés : 1 063 °C et 1 686 °C.
Il s’agit d’un type de cristal ionique composé d’ions Li+ et F-. Les cristaux ont une structure cubique et une constante de réseau de 3,01 Å, ce qui en fait des matériaux très durs. Le fluorure de lithium est également un matériau d’une grande importance industrielle en raison de son excellente conductivité thermique et électrique.
Structure du fluorure de lithium
Le fluorure de lithium est un composé ionique constitué d’ions Li+ et F-. Le cristal ionique du fluorure de lithium présente une structure cubique avec une alternance d’ions lithium et fluorure.
La constante de réseau de ce réseau unitaire est d’environ 3,01 Å. Le fluorure de lithium a un rayon ionique très faible et une structure de réseau unitaire dense, ce qui le rend très dur.
Autres informations sur le fluorure de lithium
Comment le fluorure de lithium est-il produit ?
La méthode générale de production du fluorure de lithium consiste à faire réagir des sels de lithium solubles dans l’eau, tels que le sulfate de lithium, le carbonate de lithium, le nitrate de lithium et le chlorure de lithium, avec de l’acide fluorhydrique.
La formule de réaction du sulfate de lithium est la suivante :
Li2SO4 + HF → LiF↓ + LiHSO4
Dans cette méthode, une solution aqueuse de sel de lithium est ajoutée à une solution d’acide fluorhydrique en petites quantités pour obtenir un précipité de fluorure de lithium comme produit de réaction. Le fluorure de lithium obtenu est filtré, lavé à l’eau et séché pour obtenir du fluorure de lithium en poudre.