氟離子導體

氟離子導體是以氟為傳導離了的快離子導體。比較重要的氟離子導體和氧離子導體相似,也是以螢石型結構化合物為基的固溶體，不同的是,這些化合物是氟化物，而非氧化物。

基本介紹

• 中文名：氟離子導體
• 外文名：fluoride ion conductor
• 學科：材料工程
• 領域：工程技術

簡介

氟離子導體是以氟為傳導離了的快離子導體。比較重要的氟離子導體和氧離子導體相似,也是以螢石型結構化合物為基的固溶體，不同的是,這些化合物是氟化物，而非氧化物。氟離子導體非常普遍，特別是一些具有螢石結構的氟化物在高溫下具有較高的離子電導率。例如，第一個由法拉第發現的固體電解質PbF₂就是氟離子導體，隨溫度上升，它的電導率平穩而迅速升高，在500℃達到極限值5S·cm^-1。CaF₂只有在接近熔點1418℃時才達到高電導率，類似的氟離子導體有SrF₂，BaF₂及具有氟鈰礦和YF₃結構的材料。氟化物是已知的在低溫下最好的陰離子導體。在離子選擇電極、氣體檢測器及固體電解質電池中得到套用。

類型

如CeF₂，PbF₂等。MF₂(M=Ca，Sr，Ba，Pb)可在很大組成範圍內與稀土金屬氟化物lnF₃(Ln=稀土元素)形成固溶體。這些固溶體由於是異價取代，都具缺陷螢石型結構，從而具有氟離子導電性，其中以CaF₂基固溶體，如Pb，Bi_xF₂研究得最多。

套用

Pb_1-xBi_x,F₂₊，系統有很高的氟離子導電性，氟離子電導率可以和鈉Beta氧化鋁的鈉離子電導率相比。此外，鹼金屬氟化物MF(M=K，Rb，Ti)可以與BiF₃形成MBiF₄化合物，它們也具有螢石型結構，其中β- Pb-SnF₄在150攝氏度的電守率可達8×10⁵cm，是最好的氟離子導體，氟離子導體比較成熟的套用是離子選擇電極、用以測量溶液中的氟離子濃度，也可用氣體探測器和固體電解質電池的隔膜材料。

固體電化學器件

可作庫侖計測量電量，還可用作微電路的積分元件、定時器、電開關等。可做可變電阻器、電化學開關、電積分器、雙電層電容器等。此外，利用Na⁺、Li⁺離子導體內某些離子的氧化一還原著色效應可製作對比度大、大面積顯示和記憶的電色顯示器。還可作電池隔膜材料。