Lítium-nitrid CAS 26134-62-3

Lítium-nitridegy gyors ionvezető, nagyobb vezetőképességgel, mint a többi szervetlen lítiumsó. Számos tanulmány a lítium-ntrid szilárd elektróda- és katódanyagként való alkalmazására összpontosított akkumulátorokhoz.
Lítium-ntrid alapján egy sor lítium-gyorsion-vezetőt készítettek. Elemezze és azonosítsa fázisösszetételüket, tanulmányozza elektrokémiai tulajdonságaikat, például az ionvezetőképességet, a bomlási feszültséget és a vezetőképességet, és állítson össze kísérleti akkumulátorokat ezekkel az anyagokkal a kisülési vizsgálatokhoz.

A kutatások kimutatták, hogy a lítium-ntrid alapú bináris rendszer (Li3N LiCl) Li9N2Cl3 vegyületeket képez, amelyek bomlási feszültsége több mint 2,5 V, vezetőképessége 1,3 × 10-5 S cm-1 25 fokon. Gyors ionvezető anyagként nagy bomlási feszültséggel, alacsony elektronikus vezetőképességgel, magas ionvezetőképességgel és jó kémiai stabilitással kell rendelkeznie. Számos gyors lítium-ionvezető rendelkezik a fenti jellemzőkkel, amelyek felhasználhatók nagy teljesítményű szilárdtest-akkumulátorok gyártására, amelyek áramforrásként szolgálnak számológépekhez, vakukhoz, elektronikus órákhoz, valamint egyre több elektronikus eszközhöz és termékhez; Ezenkívül a lítium-ion vezetők speciális ionos készülékek gyártására is használhatók.

Az emberek valaha azt képzelték, hogy lítium gyors ionvezető anyagokat használnak nagy energiatároló (villamos) cölöpök építésére. Az éjszakai nagyvárosi áramfogyasztás alacsony csúcsidőszakában a többlet áramot az energiatárolókba lehetett tölteni, a villamosenergia-fogyasztás csúcsidőszakában pedig folyamatosan áramot szolgáltathatott a hálózatra. A gyors lítium-ionos vezetők széles körű alkalmazási lehetőségei miatt nagy érdeklődést váltott ki, és kiterjedt és mélyreható{2}}kutatásokat végeztek jobb lítium-ionvezetők megtalálása érdekében.

A Li3N bomlási feszültsége mindössze 0,44 V (25 fok), ami korlátozza a gyakorlati alkalmazását. Ezért szükséges a Li3N alapú bináris és háromkomponensű ionvezető anyagok módosítása és szintetizálása. Az egyik javító módszer az, hogy az őrölt Li3N port megfelelő mennyiségű vízmentes LiCl porral (2:3 mólarány) egyenletesen elkeverjük, a tablettákat tablettaprésen préseljük, nikkel csónakba töltjük, szintézis készülékbe helyezzük, védőatmoszféraként nitrogént használunk, 600 fokra (90 perc) melegítjük, és szürke, fehér, szilárd Li9N2Cl3 port kapunk. Az elektrokémiai kísérletek vizsgálatából kiderült, hogy a Li3N-hez LiCl hozzáadásával előállított Li9N2Cl3 vegyület bomlási feszültsége 0,4 V-ról 2,5 V fölé emelkedett.

Amellett, hogy szilárd elektrolitként használják,lítium-nitridhatékony katalizátor a hatszögletű bór-nitrid köbös bór-nitriddé való átalakításához is.
1987-ben japán tudósok az oltókristály-módszert alkalmazták ultra-nagy nyomású és magas hőmérsékleti körülmények között, hogy 2 mm-es részecskeméretű és szabálytalan alakú N- típusú cBN egykristályokat kapjanak Si adalékolásával. Ezután P- típusú, Be-vel adalékolt cBN egykristályokat növesztettek a kristály felületén másodlagos nagy nyomáson, és végül vágással és őrléssel homogén P-N cBN csomópontokat kaptak. Kínában is vannak hasonló szintéziskísérletek, amelyeket a hazai gyártású DS-029B hatoldalas felső présgépen végeztek.

A katalizátorok/adalékok nagynyomású szintetizált cBN-minták alakjára gyakorolt ​​hatásának vizsgálata érdekében a kísérletben 99%-os tisztaságú hBN-t használtak kiindulási nyersanyagként, saját készítésű lítium-ntridet Li3N és lítium-hidridet LiH-t katalizátorként, valamint 99%-os lítium-hidridet használtak kereskedelmi forgalomban lévő lítium-addalékként. A kísérlet előtt hexagonális bór-nitridet (hBN) először 100 fokon 12 órán át vákuum körülmények között szárítottuk, hogy eltávolítsuk az adszorbeált nedvességet és gázokat a nyersanyagokból. Ezután a kezdeti hBN-t egyenletesen összekeverjük LiH-val, Li3N-vel, LiH+Li3N-vel, LiH+LiNH2-vel és Li3N+LiNH2-vel bizonyos arányban, és 15,3 mm átmérőjű és 6 mm magasságú henger alakúra préseljük.

A kísérletben alkalmazott szintézisnyomás 4,0-6,0 GPa, a hőmérséklet 1400-1900 fok, a tartási idő 10-20 perc. A kísérlet után lassan engedje el a nyomást, vegye ki a mintát savas és lúgos kezeléshez, öblítse le és szűrje le, hogy cBN kristályokat kapjon.

A fenti kísérletek mellett a hagyományos fázisátalakulási módszer alapján köbös bór-nitrid szintetizálására került sor lítium-ntrid katalizátorként, hatszögletű bór-nitrid alapanyagként történő felhasználásának tanulmányozásával, valamint különböző adalékanyagok hozzáadásával. A röntgendiffrakciós technológia, a Raman-diffrakciós technológia és más technikák alkalmazásával a kísérleti termékek elemzésére és jellemzésére arra a következtetésre juthatunk, hogy a különböző adalékanyagok eltérő hatással lesznek a rendszerre.

Elemezték az ammónia-fluorid hatását a köbös bór-nitrid lítium-ntridből és hatszögletű bór-nitrid rendszerekből történő szintézisére. A szintetizált termékek röntgendiffrakciós technológiájával azt találták, hogy bár az ammónia-fluorid felemészti a katalizátor lítium-ntridet, további ammóniagázt is termel, ami csökkentheti a szintéziskísérlet nyomását. A lítium-hidrid köbös bór-nitrid lítium-ntrid és hexagonális bór-nitrid rendszerekből történő szintézisére gyakorolt ​​hatásának elemzése során röntgendiffrakciós és Raman-diffrakciós technikákat alkalmaztunk a szintetizált termékek elemzésére.

Azt találták, hogy a lítium-hidrid hatszögletű bór-nitriddel reagál, és katalitikus lítium-ntridet, ammóniagázt és elemi bóratomokat hoz létre. Az elemi bóratomok elfeketítik a kristály színét és gátolják a kristálynövekedést a (111) sík mentén. A katalizátor-összeállítás hatását a szintézis eredményeire a következőképpen tárgyalhatjuk: Ha figyelembe vesszük, hogy a köbös bór-nitrid képződési folyamata először a katalizátor diffúziós reakcióját foglalja magában a szomszédos hatszögletű bór-nitridbe magas hőmérsékleten és nyomáson, aminek eredményeként valamilyen köztes vegyület képződik.

Ez utóbbi feloldhatja a maradék hatszögletű bór-nitridet, és oldószer olvadékká válhat. Ahogy a hőmérséklet és a nyomás belép a köbös bór-nitrid stabil zónájába, az olvadékban oldott nitrogén-bór-ionok egyenként vagy nagyobb valószínűséggel valamilyen csoportos formában létezhetnek. A túltelítettséget elérő koncentráció miatt a köbös bór-nitrid szerkezetének megfelelően kristályosodnak és kicsapódnak. Mivel ezek az ionok vagy ioncsoportok folyamatosan diffundálnak és lerakódnak a kicsapódott köbös bór-nitrid kristályokra az oldószerolvadékon keresztül, a kristályok tovább növekednek, amíg a folyamat le nem áll.

Az organikus fénykibocsátó eszközök (OLED) szilárdtest{0}}aktív emissziós tulajdonságokkal rendelkeznek
Széles látószögének, gyors válaszidejének köszönhetően (<1 μ s), wide operating temperature range (-45 ℃~+85 ℃), ability to be fabricated on flexible substrates, and low unit power consumption, it is regarded as one of the mainstream display and lighting technologies of the next generation in the industry. The application of various new organic semiconductor materials and new organic device structures has made significant progress in OLED performance and industrialization.

Tekintettel arra, hogy az OLED-ekben az elektronikus szállítóanyagok legalacsonyabb üres molekulapálya (LUMO) energiaszintje hozzávetőlegesen 3eV, a megfelelő szerves n-adalékanyagokat nehéz megtalálni, és ha megtalálják is, gyakran instabilok a levegőben. Ezért az anyagszintézis és az eszközgyártás során védőgázba kell helyezni őket. Ezért gyakran használnak szervetlen adalékanyagokat szerves félvezető anyagok n-típusú adalékolására, például fémlítiumra és fémcéziumra, amelyeket az OLED-ek n-típusú adalékolásához alkalmaznak. Később egyes Li és Cs összetett anyagokat n- típusú adalékanyagként is használnak. Az n-típusú adalékolás fejlődése azonban a szerves félvezető anyagokban még mindig elmarad a p- típusú adalékolástól. Ezért rendkívül sürgős új n-típusú adalékanyagok keresése az n-típusú adalékanyagok hatásának javítása érdekében.