Pó de óxido de lítio, com a fórmula molecular Li2O, CAS 12057-24-8, o peso molecular é 29,88. É o óxido mais comum de lítio e é amplamente utilizado como um componente de vidro. Pó branco ou composto sólido de casca dura, composto iônico, densidade relativa de 2,013g/cm3, ponto de fusão de 1567 graus (1840k), ponto de ebulição de 2600 graus, a sublimação começa acima de 1000 graus. Possui o ponto de fusão mais alto entre os óxidos de vários elementos no primeiro grupo principal (IA) (metais alcalinos). Facilmente deliquescente, solúvel em água, gerando fortes alcalinos lioh. Amplamente utilizado em campos como baterias de lítio, cerâmica de vidro, indústria química de lítio, indústria nuclear, etc. No campo de baterias de lítio, o óxido de lítio de grau de bateria é usado principalmente como material de eletrólito para baterias sólidas de lítio e um material de eletrodo positivo para as baterias de energia de lítio. No campo da cerâmica de vidro, o óxido de lítio é usado principalmente como um aditivo para melhorar o desempenho da cerâmica de vidro.
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Fórmula química |
Li2o |
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Massa exata |
30 |
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Peso molecular |
30 |
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m/z |
30 (100.0%), 29 (16.4%) |
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Análise Elementar |
Li, 46,45; O, 53,55 |
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Pó de óxido de lítioA cerâmica se refere a produtos de cerâmica cujos principais componentes são Li ₂ O, Al ₂ O3 e SiO ₂. Suas principais fases de cristal são graus de lítio (li ₂ o · al ₂ o ∝ · 2sio ₂) e spodumeno (li ₂ o · al ₂ o ∝ · 4sio ₂), com baixa expansão térmica de short (-0.3 × 10 × 10 °/ graus 4,08 × 10 ⁻ 10 ⁻ 10 ⁻ 10 ⁻ 10 ⁻ de 10 ⁻ de 10 ₂/ grau 40 ₂/ grau 4,08 ⁻ 10 ₂), com baixa expansão térmica. Li ₂ O é um óxido externo de rede que aprimora a rede de vidro e melhora efetivamente a estabilidade química do vidro.
(1) Fazendo produtos de cerâmica
Produtos cerâmicos de óxido de lítio: Devido ao seu excelente coeficiente de expansão térmica e resistência ao choque térmico, a cerâmica de óxido de lítio é amplamente utilizada na produção de tijolos de revestimento, tubos de proteção de termopar, peças de temperatura constante etc. para fornos elétricos (especialmente fornos de indução). Além disso, a cerâmica de óxido de lítio também pode ser usada para fazer utensílios de laboratório, utensílios de cozinha, etc.
Como aglutinante de cerâmica, os materiais da série Li ₂ O -al ₂ o ∝ - SiO ₂ (LAS) são cerâmicos típicos de baixa expansão e podem ser usados como materiais resistentes a choques térmicos. Enquanto isso, Li ₂ o também pode servir como um ligante de cerâmica para melhorar a força e a estabilidade dos materiais cerâmicos.
(2) melhorar o desempenho da cerâmica de vidro
Melhorando a estabilidade química do vidro: Li ₂ O, como um óxido externo da rede, pode fortalecer a estrutura da rede do vidro, aumentando assim sua estabilidade química.
Melhorando a fluxo de vidro: vidro contendo óxido de lítio tem maior fluxo de fluxo no estado fundido do que o vidro contendo a quantidade correspondente de óxido de sódio ou óxido de potássio. Portanto, adicionar uma quantidade apropriada de óxido de lítio durante o processo de fabricação de vidro pode obter um melhor desempenho de processamento.
Melhorando a resistência da cerâmica de vidro: o óxido de lítio também pode fazer com que certos óculos tenham alta resistência, atendendo às necessidades de aplicações específicas.
(3) Produzir esmalte de porcelana de alta qualidade
Melhorar o brilho do esmalte de porcelana: adicionar uma quantidade apropriada de óxido de lítio ao esmalte de porcelana pode aumentar significativamente seu brilho. Por exemplo, adicionar carbonato de lítio a 1% ao esmalte de utensílios de mesa, porcelana elétrica e louça sanitária pode melhorar significativamente o brilho do produto acabado.
Melhorando a fluidez do esmalte de porcelana: o óxido de lítio tem uma forte capacidade de auxílio ao derretimento, e apenas uma pequena quantidade precisa ser adicionada para melhorar significativamente a fluidez do esmalte de porcelana. Isso ajuda a tornar o esmalte mais uniforme e a melhorar a qualidade do produto.
Prevenção da evaporação do esmalte: na produção de esmaltes, o uso de óxido de lítio em vez de óxido de chumbo pode reduzir a tendência de produzir esmaltes indesejados em fornos e móveis de forno devido à evaporação. Especialmente quando a temperatura excede 1120 graus, esse efeito é mais pronunciado.
(4) Reduza o coeficiente de expansão linear de produtos cerâmicos
Melhorando a resistência ao choque térmico: na produção de produtos refratários especiais, produtos de argila para construção, etc., o uso de feldspato de lítio (contendo óxido de lítio) como matéria -prima pode reduzir efetivamente o coeficiente de expansão linear dos produtos e melhorar sua resistência ao choque térmico.
(5) usado como mineralizador
Aumento da temperatura de sinterização: A adição de óxido de lítio como mineralizador na produção de produtos refratários especiais pode diminuir a temperatura de sinterização, economizando energia e custos.
Melhorando as propriedades de cerâmica: Ao adicionar óxido de lítio como mineralizador, as propriedades mecânicas, a estabilidade térmica e a estabilidade química dos produtos cerâmicas também podem ser melhoradas.
(6) fluxos usados na produção de esmalte
Reduza a temperatura e o tempo de disparo: na produção de esmalte, o óxido de lítio como um forte fluxo pode reduzir a temperatura e o tempo de disparo e melhorar a eficiência da produção.
Melhorando o desempenho do processamento do esmalte: utilizando a forte capacidade de fusão do óxido de lítio, o desempenho do processamento do esmalte resistente ao ácido fundido seco pode ser melhorado.
Processo de preparação da cerâmica de óxido de lítio
O processo de preparação dePó de óxido de lítioA cerâmica inclui principalmente etapas como preparação de matéria -prima, mistura de mistura e sinterização.
Selecione Matérias -primas apropriadas: Com base nos requisitos de desempenho dos produtos cerâmicos necessários, escolha matérias -primas minerais adequadas contendo li ₂ o, como spodumeno e diorito.
Processamento de matéria -prima: esmagamento, moagem e outro processamento de matérias -primas para obter uma distribuição de tamanho de partícula que atenda aos requisitos.
Moldagem mista
Ingredientes: Pese e misture com precisão as matérias -primas processadas de acordo com os requisitos de fórmula.
Moldagem: formando as matérias -primas mistas na forma e tamanho desejados através da prensagem, rejuntamento e outros métodos.
Sinter
Pré -aquecimento: Pré -aquecendo o corpo cerâmico formado para remover a umidade e a matéria orgânica do corpo.
Sinterização: O corpo pré -aquecido é submetido ao tratamento de sinterização em alta temperatura, fazendo com que as partículas no corpo reajam e densifique.
Resfriamento: resfriamento dos produtos cerâmicos sinterizados para obter o produto final.
Características de desempenho da cerâmica de óxido de lítio
(1) Coeficiente de expansão térmica baixo:
O coeficiente de expansão térmica da cerâmica de óxido de lítio é -0,03 × 10 ⁻⁶/ grau 4,08 × 10 ⁻⁶/ grau na faixa de 1001000 graus, que é muito menor que outros materiais de cerâmica. Isso faz com que a cerâmica de óxido de lítio tenha melhor estabilidade dimensional e resistência ao choque térmico a altas temperaturas.
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(2) boa resistência ao choque térmico:
Devido ao seu excelente coeficiente de expansão térmica e resistência ao choque térmico, a cerâmica de óxido de lítio pode manter o desempenho estável sob mudanças extremas de temperatura.
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(3) alta estabilidade química:
Li ₂ O, como um óxido externo na rede, pode fortalecer a estrutura da rede de vidro, melhorando assim a estabilidade química da cerâmica. Isso permite que a cerâmica do óxido de lítio resista à erosão de vários ácidos, bases e sais.
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(4) alta força:
A cerâmica de óxido de lítio tem alta resistência e pode suportar estresse mecânico significativo.
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(5) dureza moderada:
A cerâmica de óxido de lítio tem dureza moderada, que pode resistir ao desgaste e arranhões, evitando dificuldades no processamento devido à dureza.
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Campos de aplicação
(1) Tijolos de revestimento do forno elétrico: a cerâmica de óxido de lítio possui excelente coeficiente de expansão térmica e resistência ao choque térmico, por isso são amplamente utilizados para fabricar tijolos de revestimento para fornos elétricos (especialmente fornos de indução). Esses tijolos de revestimento podem manter o desempenho estável em altas temperaturas, impedindo danos ao forno elétrico devido a mudanças de temperatura.
(2) Tubo de proteção de termopar: um termopar é um sensor usado para medir a temperatura. Durante o uso de termopares, eles precisam ser protegidos para evitar danos de altas temperaturas e ambientes corrosivos.Pó de óxido de lítioA cerâmica tem excelente estabilidade térmica e química e, portanto, é usada para fazer tubos de proteção de termopar.
(3) Peças termostáticas: Devido ao excelente coeficiente de expansão térmica e estabilidade da cerâmica de óxido de lítio, elas são amplamente utilizadas na produção de peças que requerem manutenção constante de temperatura. Essas peças podem manter o desempenho estável sob alterações extremas de temperatura, garantindo a operação normal do equipamento.
(4) Vasos de laboratório: a cerâmica de óxido de lítio tem excelente estabilidade térmica e química e pode suportar altas temperaturas e ambientes corrosivos. Portanto, é usado para fazer utensílios de laboratório, como tubos de teste, copos etc. Esses vasos podem garantir a precisão e a confiabilidade dos resultados experimentais.
(5) utensílios de cozinha: a cerâmica de óxido de lítio possui excelente resistência à alta temperatura e estabilidade química e, portanto, são usados para fazer utensílios de cozinha. Esses utensílios podem manter um desempenho estável a altas temperaturas sem liberar substâncias nocivas, garantindo a segurança e a saúde dos alimentos.
Estabilidade química
Estabilidade térmica
O óxido de lítio (Li₂o) exibe estabilidade térmica extremamente alta, com uma faixa de ponto de fusão de 1427-1727 graus e um ponto de ebulição até 2600 graus, começando a sublimar acima de 1000 graus. Sua estrutura cristalina pertence ao sistema de cristal cúbico do tipo fluorito inverso (grupo espacial FM3M), com íons de lítio (Li⁺) localizados nos vazios tetraédricos formados por íons de oxigênio (O²⁻), formando uma malha Íonic estável. Essa estrutura permite manter a inércia química a altas temperaturas; No entanto, o seguinte deve ser observado:
Corrosão de alta temperatura: acima de 1000 graus, o óxido de lítio pode reagir com vidro (composto principalmente de SiO₂) para formar silicato de lítio (li₂sio₃), causando danos estruturais ao vidro; Simultaneamente, pode corroer metais como alumínio e zinco, produzindo óxidos metálicos e sais de lítio.
Risco de decomposição: Embora estável em condições normais, a exposição prolongada a altas temperaturas ou ambientes ácidos fortes pode desencadear a decomposição, liberando oxigênio e formando sais de lítio.
Estabilidade no ar e umidade
Higroscopicidade: O óxido de lítio em pó absorve prontamente a umidade do ar (deliquecência), formando fortemente o hidróxido de lítio alcalino (LIOH), com uma solução pH> 12, que é corrosiva para as membranas da pele e mucosa.
Reação de carbonatação: No ar úmido, o óxido de lítio reage ainda com dióxido de carbono para formar carbonato de lítio (Li₂co₃), causando degradação do produto. A via de reação é a seguinte:
Li2 O+H2 O → 2lioh (hidrólise)
2lioh+CO2 → Li2 CO3+H2 O (carbonização)
Reatividade ácida-base
Alcalinidade forte: hidróxido de lítio, produzido pela reação do óxido de lítio com água, é um alcalino forte que pode reagir com ácidos para formar sais de lítio e água. Por exemplo, quando reage com ácido clorídrico (HCl): li2 o +2 hcl → 2licl+h2 o
Redutividade: O óxido de lítio pode ser reduzido ao lítio elementar em altas temperaturas por agentes reduzidos fortes, como silício e alumínio: 3li2 o +2 al → 6li+al2 o3
Riscos de segurança
Riscos à saúde
Corrosividade: o pó de óxido de lítio é altamente irritante para a pele, os olhos e o trato respiratório. A exposição pode causar queimaduras, vermelhidão, dor e até pneumonia química ou edema pulmonar.
Toxicidade: inalação ou ingestão de óxido de lítio pode causar sintomas como dores de cabeça, náusea e vômito. A exposição prolongada pode resultar em danos aos órgãos.
Riscos ambientais
Poluição da água: o óxido de lítio e seus produtos de hidrólise (LIOOH) são prejudiciais aos ecossistemas aquáticos. Evite descarregar grandes quantidades em águas subterrâneas, hidrovias ou sistemas de esgoto.
Poluição do solo: O óxido de lítio pode alterar o pH do solo e afetar a atividade microbiana. Descarte adequadamente de resíduos.
Símbolos de perigo e classificação
Classificação do GHS: corrosão da pele (categoria 1B), dano ocular grave (categoria 1).
Símbolo de perigo: corrosivo (c), declaração de perigo H314 (causa queimaduras graves da pele e danos oculares).
Precauções de segurança: use luvas de proteção, óculos de proteção e roupas de proteção; Evite inalar poeira; Armazene em um local fresco e seco, longe do ar e da umidade.
Recomendações de manuseio e armazenamento de segurança
Proteção pessoal
Ao manusear, use roupas de proteção resistentes à corrosão, luvas (como luvas de borracha butil) e óculos de proteção para evitar o contato direto com a pele e os olhos.
Opere em um exaustor ou sistema fechado para evitar a dispersão de poeira.
Condições de armazenamento
LEAÇÃO: O óxido de lítio deve ser armazenado em um recipiente selado para evitar o contato com ar, umidade e dióxido de carbono.
Controle ambiental: A temperatura de armazenamento deve estar abaixo de 25 graus, umidade relativa abaixo de 50%, em um local frio e bem ventilado e seco.
Medidas de isolamento: Armazene separadamente de ácidos fortes, oxidantes fortes e materiais inflamáveis para evitar reações cruzadas.
Resposta de emergência
Manuseio de vazamentos: use materiais inertes (como areia seca) para absorver o vazamento, evitando a geração de poeira; Colete e coloque em um recipiente selado para descarte como resíduos perigosos.
Resposta ao incêndio: O óxido de lítio em si não é inflamável, mas pode liberar oxigênio a altas temperaturas, o que pode ajudar na combustão. Ao extinguir incêndios, use névoa de água, espuma resistente ao álcool ou dióxido de carbono; Não use extintores de pó seco.
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