氮化鋰

氮化鋰是一種快離子導(dǎo)體且其電導(dǎo)率比其他無機的鋰鹽都高，已有許多研究是針對氮化鋰作為電池固體電極及陰極材枓的應(yīng)用。

以氮化鋰為基，制備了一系列鋰快離子導(dǎo)體。對它們的物相組成進行分析鑒定，研究 它們的離子電導(dǎo)、分解電壓 、電導(dǎo)率等電化學(xué)性能并以此材料組裝了實驗電池進行了放電試驗。研究表明:氮化鋰電基二元系 (Li3N一 LiCl) 已 形成 Li9N2Cl3 化合物，它的分解電壓達(dá)到 2.5V 以上，電導(dǎo)率在25℃時為1.3×10 Scm。

作為快離子導(dǎo)體材料應(yīng)具備有較高的分解電壓，較低的電子電導(dǎo)，較高的離子電導(dǎo)率和較好的化學(xué)穩(wěn)定性。許多鋰的快離子導(dǎo)體具有上述特性，它可用來制造性能優(yōu)越的全固態(tài)電池，用作計算器、照相機閃光燈、電子表以及日益增多的電子設(shè)備和電子產(chǎn)品的電源;除此之外鋰離子導(dǎo)體還可用來制造特殊的離子器件;人們曾設(shè)想用鋰快離子導(dǎo)體材料建造大型儲(電)能堆 、 當(dāng)大城市深夜用電低峰期，多余的電可充入儲能站，當(dāng)用電高峰期又源源不斷地給電網(wǎng)送電。由于鋰快離子導(dǎo)體有著廣闊的應(yīng)用前景，引起了人們極大的興趣，并為尋找更好的鋰快離子導(dǎo)體開展了廣泛深入的研究工作。

Li3N分解電壓僅 0.44 V (25℃)，這樣它的實際應(yīng)用就受到了限制。因此對 Li3N 的改造、合成 Li3N基二元、三元系列離子導(dǎo)體材料成為必要。一種改進方法是:將研磨好的 Li3N 粉末與適量的無水 LiCl 粉末 (2 : 3 摩爾比 ) 混合均勻，在壓片機上壓片后裝入鎳舟，置 于合成裝置中，氮氣作保護氣氛，加熱至 600 ℃(90 分鐘)，得到灰白色的Li9N2Cl3 固體粉末。從電化學(xué)實驗的研究中發(fā)現(xiàn)，由 Li3N 加入 LiCl 制得的Li9N2Cl3 化合物分解電壓從0.4 V提高到2.5 V以上。

除用作固體電解質(zhì)外，氮化鋰還是六方氮化硼轉(zhuǎn)化為立方氮化硼的有效催化劑。

1987 年日本學(xué)者利用超高壓高溫條件下晶種法通過摻 Si 獲得了粒徑 2 mm、形狀不規(guī)則的 N-型 cBN 單晶體，然后又在該晶體表面二次高壓生長了摻Be 的 P-型 cBN 單晶體，最后通過切割研磨獲得了 cBN 同質(zhì) P-N 結(jié)。

國內(nèi)也有類似的合成實驗，實驗是在國產(chǎn) DS-029B 型六面頂壓機上完成的。為了研究觸媒/添加劑對高壓合成 cBN 樣品形 狀的影響，實驗采用純度為 99%的 hBN 作初始原料, 以自制的氮化鋰 Li3N 、氫化鋰 LiH 為觸媒，以商業(yè) 99%純度的氨基鋰 LiNH2 為添加劑。實驗前首先將六方氮化硼(hBN)在真空條件下保持 100 ℃烘干 12 h，以除去原料中吸附的水分和氣體，然后按一定比例將初始原料 hBN與 LiH、 Li3N、LiH +Li3N、LiH+LiNH2 、Li3N + LiNH2 均勻混合，并壓制成直徑 15.3 mm、高 6 mm 的 圓柱。實驗中所用的 合成壓力為4.0~ 6.0 GPa，溫度 1400~ 1900 ℃、保溫時 間10~20min。實驗結(jié)束后緩慢卸壓，取出樣品經(jīng)酸、堿處理，漂洗過濾后得到cBN 晶體。

除上述實驗以外，以傳統(tǒng)的相變法為基礎(chǔ)，通過研究以氮化鋰為觸媒，六角氮化硼為原料，通過添加不同的添加劑合成立方氮化硼。借助X-光衍射技術(shù)、拉曼衍射技術(shù)等等對實驗產(chǎn)物進行分析和表征，可以得到不同添加劑會對體系產(chǎn)生不同的影響。對氟化氨對氮化鋰和六角氮化硼體系合成立方氮化硼過程中的影響進行分析，借助X-光衍射技術(shù)對合成產(chǎn)物進行分析，發(fā)現(xiàn)氟化氨雖然會消耗觸媒氮化鋰，但是同時產(chǎn)生附加產(chǎn)物氨氣，它可以降低合成實驗的壓力。分析氫化鋰對氮化鋰和六角氮化硼體系合成立方氮化硼過程中的影響，借助X-光衍射技術(shù)和拉曼衍射技術(shù)對合成產(chǎn)物進行分析，得到氫化鋰會和六方氮化硼反應(yīng)生成了觸媒氮化鋰、氨氣和單質(zhì)硼原子，單質(zhì)硼原子具有使晶體顏色變黑并抑制晶體沿(111)面生長的結(jié)果。

關(guān)于觸媒組裝對合成結(jié)果的影響可作如下討論:如果認(rèn)為立方氮化硼 的生成過程首先是在高溫高壓下觸媒向鄰近的六方氮化硼中擴散反應(yīng)，生成某種中間化合物。后者可 以溶解余下的六方氮化硼而成為一種溶媒熔體，隨著溫度和壓力進入立方氮化硼穩(wěn)定區(qū)，該熔體中被溶解的以單個或許更可能的是以某種集團形式存在氮硼離子，由于濃度達(dá)到 過飽和，將按立方氮化硼的結(jié)構(gòu)結(jié)晶析出。隨著這些離子或者離子集團通過溶媒熔體向析出的立方氮化硼晶體上不斷的 擴散沉積，該晶體將不斷得到長大，直至過程停止為止。

有機發(fā)光器件(Organic Light-Emitting Device, OLED)具有全固態(tài)、主動發(fā)光、 視角寬、響應(yīng)速度快(<1 μs)、工作溫度范圍大(-45 ℃ ~ +85 ℃)以及可制作柔性襯底上、單位功耗小等優(yōu)點，因此被業(yè)界視為下一代的主流顯示和照明技術(shù)之一。各種新型有機半導(dǎo)體材料和新型有機器件結(jié)構(gòu)的應(yīng)用, 使 OLED 性能和產(chǎn)業(yè)化都取得了重大的進步。

由于 OLED 中電子傳輸材料的最低未占軌道(Lower Unoccupied Molecular Orbital, LUMO)能級大概在 3eV 左右，因此對應(yīng)的有機 n 摻雜劑材料不易找到，即便找到也往往在空氣中不穩(wěn)定，材料合成及器件制作時需要放置在保護性氣體中才可以。因此，有機半導(dǎo)體材料的n 型摻雜多采用無機摻雜劑材料，如金屬鋰、金屬銫被應(yīng)用于 OLED 的 n 型摻雜中, 之后的一些Li 和C s 的化合物材料也被用作n 摻雜劑使用，但是有機半導(dǎo)體材料的n 型摻雜的發(fā)展仍滯后于 P型摻雜, 因此尋找新的n 型摻雜劑材料，提高n 型摻雜效果的工作極為迫切。

采用氮化鋰( Li3N )作為 n 型摻雜劑摻入到電子傳輸材料tris(8-hydroxy quinoline) aluminium(Alq3)層中以提高OLED 器件的性能.已經(jīng)有文獻(xiàn)報道 Li3N 作為電子注入層與陰極之間的緩沖層可以提高器件的性能。在蒸鍍過程中，Li3N 分解為 Li 和 N2，只有 Li 可以沉積在器件，N2對器件性能也沒有不良的影響。實驗表明經(jīng) Li3N 摻雜的 Alq3 層作為電子注入層，應(yīng)用于 OLED 中可以有效的高OLED 的效率，并且能降低器件的工作電壓。

健康危害:遇水或潮氣產(chǎn)生有刺激性、腐蝕性的氨氣。對眼睛、粘膜和呼吸系統(tǒng)有腐蝕性和毒性。

燃爆危險:該品遇濕易燃，有毒，具腐蝕性，可致人體灼傷。

皮膚接觸:立即脫去污染的衣著，用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。

眼睛接觸:立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。

吸入:迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫(yī)。

食入:用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。

危險特性:具有強還原性。遇水或水蒸氣反應(yīng)放出有毒和易燃的氣體。與酸類物質(zhì)能發(fā)生劇烈反應(yīng)。與氧化劑能發(fā)生強烈反應(yīng)。受高熱分解放出有毒的氣體。

有害燃燒產(chǎn)物:氮氧化物、氧化鋰。

滅火方法:消防人員須佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上風(fēng)向滅火。

滅火劑:干粉、二氧化碳、砂土。禁止用水和泡沫滅火。

工程控制:密閉操作，局部排風(fēng)。

呼吸系統(tǒng)防護:空氣中粉塵濃度超標(biāo)時，必須佩戴自吸過濾式防塵口罩。緊急事態(tài)搶救或撤離時，應(yīng)該佩戴空氣呼吸器。

眼睛防護:戴化學(xué)安全防護眼鏡。

身體防護:穿橡膠防腐工作服。

手防護:戴橡膠手套。

其他防護:工作場所禁止吸煙、進食和飲水，飯前要洗手。工作完畢，淋浴更衣。保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。