배터리에서 비스무트 산화물의 역할

비스무스 산화물의 주요 응용 분야

1, 전자 세라믹 분말 재료

전자 도자기 분야는 산화 브롬 응용의 성숙하고 활기찬 시장이다. 산화텅스텐은 전자세라믹 분말 재료의 중요한 첨가제로, 일반적으로 순도가 99.5% 이상이라고 요구한다. 주요 응용 대상은 산화 아연 감압 저항, 세라믹 콘덴서 및 철산소 자성 소재입니다. 전자도자기의 발전에서 미국은 세계를 앞서고, 일본은 대규모 생산과 선진 기술로 세계 도자기 시장의 60% 를 차지하고 있다. 중국 전자도자기의 시장 용량은 매년 30% 의 속도로 발전하고 있으며, 이는 반드시 산화텅스텐의 수요를 같은 속도로 증가시킬 것이다. 나노 산화 비스무트의 개발과 균질화 제조 기술의 혁신과 향상으로 전자 도자기 관련 부품의 성능 향상과 생산 비용 절감이 크게 촉진될 것이다.

산화 텅스텐은 산화 아연 압력 저항기의 높은 비선형 전압 전류 특성의 주요 공헌자로, 주로 액체 보조 소결제와 압력 감지 효과 형성제의 역할을 한다. 브라질의 연구원들은 연소법을 통해 ZnO2 Bi2O3 혼합가루를 만들어 균일화 목적을 달성하고 배리스터 응용에서 좋은 성능을 보였다. 중남대학교 연구원들은 평균 입자 크기가 10nm 인 나노 산화 비스무트를 준비했다. 산화 아연 배리스터에서의 응용기, 균일화 제조 기술에 대한 공헌, 배리스터 성능 향상이 연구 중이다. 산화 텅스텐은 세라믹 콘덴서의 전기 상수를 효과적으로 높이고, 미디어 손실을 줄이고, 소결 조건을 개선할 수 있다. 예를 들어, 티타늄산 세라믹에서 Bi2O3 의 추가는 SrTiO3 과 TiO2 상을 형성하는 중요한 조건입니다. 기계적 활성화 후 SrBiTi4O 15 가 BiO2 를 추가하면 50- 100nm 의 입자를 얻을 수 있어 실온에서 안정적입니다. 소결 후 밀도는 98%, 유전 상수는 2770, 유전 손실은 0.08 에 이른다. 산화텅스텐이 섞인 철산소 자성 재료는 좋은 소결과 자성 성능을 가지고 있다. 예를 들어, NiZnCu 철산소체에 산화비스무트를 넣으면 850 C 에서 초기 투자율이 250 보다 크고 10 으로 소결될 수 있습니다.

2, 전해질 재료

δ BI2O3 은 1/4 산소 이온 위치가 비어 있는 입방 형석 구조를 가진 특수 재질로, 용융점 근처에서 약 0. 1s/cm 의 전도율로 현재 모든 순수 산소 이온 도체에서 가장 높은 산소 이온 전도율을 가지고 있습니다. 고체 산화물 연료 전지나 산소 센서의 잠재적 전해질 물질로, 기존 플루토늄 시스템보다 우수합니다. 예를 들어 YSZ 의 전도율은 같은 온도에서 1-2 정도 높습니다. 고체 연료 전지에서 YSZ 를 대체할 수 있다면 배터리 효율과 수명을 높이기 위해 배터리 재료를 절약하고 배터리 제조를 단순화하는 것이 중요하다.

3, 광전자 재료

산화 비스무트 기반 유리는 높은 굴절 인덱스, 적외선 전송 및 비선형 광학과 같은 매우 우수한 광학 특성을 가지고 있으므로 광전기 및 광섬유 전송과 같은 재료의 응용 분야에서 매우 주목을 받고 있습니다. 이 재료들 중에서 산화텅스텐은 첨가제로서의 사용량이 매우 크며 산화텅스텐의 중요한 응용 방향 중 하나이다. Bi2O3-B2O3-Si2O3 유리는 150fs 보다 작은 초고속 반응을 보입니다. 광 스위칭 및 광대역 증폭에 널리 사용될 수 있습니다. 63.3 BI2O3-32.6 B2 O3-41SI2O3-0.24 CEO2 와 같은 세슘을 첨가한 비스무트 기반 유리는 유리 무게의 92% 를 차지하는 최대 63.3% 의 산화 비스무트 함량을 가지고 있습니다. 대만성 국립대학의 연구원들은 이산화 티타늄과 산화 비스무트 알갱이 (입자 크기가 약 10nm) 를 혼합했다. 졸-겔법으로 얻은 재질은 빛의 분산과 열 안정성이 우수하며 굴절률은1.614-1.694 에 달할 수 있습니다. PbBiGa 산화물 유리는 원적외선 영역에서 우수한 전송 성능과 비선형 광학 성능을 갖추고 있으며 적외선 영역에 이상적인 광전기와 광섬유 전송 재료입니다. 규산 비스무트와 게르마늄 산 비스무트는 아주 좋은 광굴절 재료이다. 게르마늄 산 비스무트는 뛰어난 압전 및 광전도성을 가지고 있으며 홀로그램 혀 저장, 위상 공액, 2 차원 교환, 실시간 간섭 측정 등에 널리 사용됩니다. 붕산 결정에는 상당한 비선형 광학 계수와 높은 광학 손상 임계값이 있어 높은 광학 품질의 LBO 와 견줄 만하다. 이 결정체는 매칭 방향에서 더 넓은 광광 범위를 가지고 있으며, 전혀 습기가 없는 새로운 재료이다.

고온 초전도 재료

비스무트 기반 초전도 재료 분말 중 산화 비스무트 함량은 30% 에 육박하고 순도는 99.99% 이다. Bi-Sr-Ca-Cu-O 고온 초전도 재료 준비 기술의 획기적인 발전으로 고온 초전도 선재는 공업화 생산 능력을 빠르게 형성하여 산화 비스무트의 응용을 크게 촉진시켰다. 현재 미국 초전도 회사, 일본 스미토모 전기 회사, 덴마크 북유럽 초전도 기술 회사 등 세계 주요 3 개 회사가 BSSCCO2233 스트립의 상업 공급을 제공하고 있습니다. 현재 연구의 중점은 임계 전류 밀도, 기계적 성능, AC 손실 및 비용을 높이는 것이다.

미국 초전도 회사는 BSSCCO 단도체 실험실의 임계 전류 밀도 세계 기록을 보유하고 있으며, 생산 능력은 10000km/a 이며, 제공되는 스트립 성능은 엔지니어링 전류가 1 15A(77K) 보다 큽니다. 일본 스미토모 전기회사는 세계 최초로 BSSCCO 도선을 개발한 회사다. 덴마크 북유럽 초전도 기술 회사의 생산능력 350km/a 는 엔지니어링 전류가 60A 보다 크고 엔지니어링 전류 밀도가 6000A/cm2 인 스트립 성능을 제공합니다. 현재 독일 진공회사와 연맹을 설립하여 스트립의 공사 임계 전류 밀도를 25000A/cm2 로 높이고 있다. 1988 부터 우리나라는 비스무트 기반 고온 초전도 재료 연구를 진행해 왔으며, 현재 BSSCCO 기반 초전도 테이프에 종사하고 있습니다. 북경나영초전도기술유한공사는 생산능력 200km/a 를 설계했고, 현재 단선 길이가 1000m 을 초과하고, 단선 통과전류가 43A 에 달하고, 공사 전류밀도가 6000A/cm2 를 초과하는 비스무트계 소재를 생산하고 있습니다.

5. 촉매

촉매제에 산화비스무트를 적용하는 데는 주로 세 가지가 있다. 하나는 졸-젤법으로 만든 비스무트 티타늄 혼합산화물로 표면적보다 32-67m2/g 로, 산업 응용에서 아크릴로니트릴, 아크릴로니트릴, 부타디엔산화푸란 등의 과정을 위한 촉매제로 사용할 수 있는 양호하고 경제적인 산화반응 촉매제이다. 두 번째는 이트륨 비스무트 촉매, 산화 이트륨이 도핑 된 산화 비스무트 물질, 메탄 산화 커플 링 반응으로 에탄과 에틸렌을 생성하는 데 사용할 수있는 매우 매력적인 촉매제입니다. BY25 와 같이 25% 산화이트륨이 섞인 산화비스무트는 현재 메탄산화연합반응에 가장 적합한 촉매제 (예: LiMgO) 효율은 15 회이며, 재활용 18 회입니다. 세 번째 범주는 연소 속도 촉매제이며, 산화 텅스텐은 점차 산화 납을 대체하여 고체 추진제의 중요한 촉매제가 되고 있다. 산화 납은 유독하기 때문에 근로자와 환경에 직접적 또는 간접적인 해를 끼치며, 엔진 배기에서 발생하는 연기가 안내에 불리하기 때문에 산화 텅스텐은 저독성 담배의 생태안전물질이다. 구소련은 산화연 대신 산화초를 연소속도 촉매제로 사용하는 데 성공했다. 현재 나노산화비스무트가 추진제 연소속도를 높이고 압력지수를 낮추는 데 있어서의 역할을 연구하고 있다.

산화 비스무트는 전자세라믹 분말 재료, 전해질 재료, 광전재, 고온 초전도 재료, 촉매제 외에 핵폐기물 흡수재, 현상관 음영 코팅, 무독성 불꽃 등 다른 분야에서도 좋은 응용 전망을 가지고 있다. 산화 비스무트 응용 연구가 심화되고 환경 의식이 강화됨에 따라 산화 비스무트의 응용은 더욱 넓어질 것이다.