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불화리튬

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불화리튬(Lithium fluoride)
불화리튬 분말
불화리튬(Lithium fluoride)

불화리튬(Lithium fluoride)은 화학식 LiF를 갖는 무기 화합물이다. 결정 크기가 감소함에 따라 흰색으로 변하는 무색 고체이다. 무취이지만 불화리튬은 씁쓸한 식염수 맛이 난다. 그 구조는 염화나트륨의 구조와 유사하지만 물에 훨씬 덜 녹는다. 주로 용융염의 성분으로 사용된다. 부분적으로는 Li와 F가 모두 가벼운 원소이고 부분적으로는 F₂가 반응성이 높기 때문에 원소에서 LiF를 형성하면 BeO에 이어 두 번째로 반응물 질량당 가장 높은 에너지 중 하나가 방출된다.

플루오르화리튬, 플루오린화리튬이라고도 불린다. 불화리튬은 광학유리, 리튬이차전지 전해액 원료로 사용된다.

성질[편집]

불화리튬(Lithium fluoride)은 화학식 LiF를 가지는 무기 화합물이며 플루오르화리튬이라는 이름으로도 불린다. 무색고체로 결정크기가 감소함에 따라 흰색으로 변한니다. 무취이지만 불화리튬은 쓴맛이 나며 염화나트륨(sodium chloride)의 구조와 유사ㅏ지만 물에 훨씬 덜 용해되며 주로 용융염(molten salt)의 성분으로 사용된다.

제조[편집]

불화리튬(LiF)은 수산화 리튬 또는 탄산리튬불화수소로 제조된다. Mark 50 torpedo 엔진과 같이 육불화황(sulphur hexafluoride)과 금속 리튬을 반응시켜 생성 가능하다. 육불화황(sulphur hexafluoride) 황 원자를 중심으로 플루오린 원자가 정팔면체 구조를 취하고 있는 화합물로 온실기체 중의 하나이다. 시약 비용이 높다는 단점이 존재하기 때문에 공업적 생산을 위해 이 방법을 추천하지 않는다.

응용[편집]

배터리용 헥사플루오로인산리튬의 전구체[편집]

불화리튬은 불화수소(HF) 및 오염화인과 반응하여 리튬이온배터리 전해질의 성분인 육불화인산리튬(Li[PF₆])을 만든다.

용융염[편집]

불소는 용융된 불화칼륨의 전기분해에 의해 생성된다. 이러한 전기분해는 전해질에 몇 퍼센트의 LiF가 포함되어 있을 때 더 효율적으로 진행되는데, 이는 탄소 전극에 Li-C-F 계면 형성을 촉진하기 때문일 수 있습니다. 유용한 용융염인 FLiNaK는 LiF와 불화나트륨 및 불화칼륨의 혼합물로 구성됩니다. 용융염 원자로 실험의 기본 냉각수는 FLiBe였습니다. 2LiF·BeF₂(LiF 66mol%, BeF₂ 33mol%).

광학[편집]

X선 분광 분석 법(X-ray spectrometry)

불화리튬(LiF)은 밴드 갭(band gap)이 크기 때문에 결정은 다른 어떤 재료보다 단파장 자외선에 투명하다. 따라서 불화리튬은 특수한 UV 광학에 사용된다. 그리고 X선 분광 분석 법(X-ray spectrometry)에서 회절 결정(diffracting crystal)으로도 응용된다. X선 분광 분석 법은 물질의 원소에 고유한 X선을 발생시켜 그 안에 존재하는 성분 원소나 화합물의 종류와 양을 판정하는 방법이다. 시료에 가속한 전자 빔으로 충격을 전달해 발생한 X선을 조사하는 X선 방출분광분석 법과 X선을 시료에 조사하여 2차 X선 형광분석 법이 있다.

방사선 검출기[편집]

또한 감마선 베타 입자 및 중성자로부터 전리 방사선(ionizing radiation) 노출을 기록하는 수단으로도 사용된다(간접적으로 63Li(n, alpha)핵반응) 열 발광 선량계에서 96 %까지 농축된 6LiF 나노 분말은 미세 구조 반도체 중성자 검출기(MSND)의 중성자 반응성 백필(backfill) 재료로 이용된다.

원자로[편집]

불화리튬(일반 동위원소인 리튬-7이 많이 풍부함)은 액체-불화물 원자로에 사용되는 선호되는 불화물염 혼합물의 기본 구성 요소를 형성한다. 일반적으로 불화리튬은 불화베릴륨과 혼합되어 우라늄토륨의 불화물이 도입되는 기본 용매(FLiBe)를 형성한다. 불화리튬은 화학적으로 매우 안정적이며 LiF/BeF₂ 혼합물(FLiBe)은 녹는점이 낮고(360~459°C 또는 680~858°F) 반응기 사용에 적합한 불화물 염 조합의 중성자 특성이 가장 좋습니다. MSRE는 두 개의 냉각 회로에 서로 다른 두 가지 혼합물을 사용했다.

PLED 및 OLED용 음극[편집]

불화리튬은 PLED 및 OLED에서 전자 주입을 향상시키기 위한 결합층으로 널리 사용된다. LiF 층의 두께는 일반적으로 약 1nm이다. LiF의 유전 상수(또는 상대 유전율, ε)는 9.0이다.

자연발생[편집]

자연적으로 발생하는 불화리튬은 극히 희귀한 광물인 그라이사이트(griceite)로 알려져 있다.

참고자료[편집]

같이 보기[편집]


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