Образцы литияCAS #: 7439-93-2

Синонимы

Н/Д

Молекулярный вес: 6.941

Внешний вид: серебристый

Белый Температура плавления: 180,54 °C

Температура кипения: 1342 °C

Плотность: 0,534 г/см3

Растворимость в H2O: Н/Д

Коэффициент Пуассона: н/д

Модуль Юнга: 4,9 ГПа

Твердость по Виккерсу: н/д

Прочность на разрыв: н/д

Теплопроводность: 0,848 Вт/см/К @ 298-C.2 K

Тепловое расширение: (25 °C) 46 мкм·м-1· К-1

Удельное электрическое сопротивление: 8,55 мкм-см @ 0 °C

Электроотрицательность: 1,0 Полинга

Удельная теплоемкость: 0,85 кал/г/К @ 25 °C

Теплота плавления: 1,10 кал/г моль

Теплота испарения: 32,48 Ккал/г атома при 1342 °C

Введение продукта: Калий металлический (K, CAS #: 7439-93-2)

Металлический калий, обозначенный элементным символом K и номером CAS 7439-93-2, является высокореакционноспособным щелочным металлом, который продолжает расширять возможности передового производства и передовых исследований. Этот мягкий серебристо-белый элемент, входящий в группу 1 периодической таблицы, характеризуется своей чрезвычайной химической активностью — особенностью, которая, хотя и требует строгих протоколов безопасности, позволяет преобразующим приложениям в новых технологиях. От хранения энергии нового поколения до передового материаловедения, уникальное сочетание распространенности, реакционной способности и физических свойств металлического калия делает его ключевым фактором устойчивых промышленных инноваций.

Инновационные приложения в новых технологиях

Металлический калий является движущей силой прорывов в секторах, находящихся на переднем крае технологического прогресса:

Синтез квантовых точек

При производстве коллоидных квантовых точек — наночастиц, используемых в дисплеях с высоким разрешением и солнечных батареях — металлический калий действует как восстановитель для контроля размера частиц и оптических свойств. Точно регулируя концентрацию калия во время синтеза, исследователи могут настраивать длины волн излучения квантовых точек в видимом спектре (400–700 нм), достигая чистоты цвета, превышающей 90% для дисплеев.

Производство водорода для топливных элементов

Реакция металлического калия с водой (2K + 2H₂O → 2KOH + H₂↑) используется в портативных генераторах водорода для устройств, работающих на топливных элементах. Эти компактные системы, предназначенные для использования в военных и наружных условиях, производят водород высокой чистоты (99,999%) по требованию с эффективностью реакции 85%, превосходя традиционные методы электролиза по соотношению массы и энергии.

Гибкая электроника

Полимеры, легированные калием, становятся проводящими материалами в гибкой электронике, такой как складные дисплеи и носимые датчики. Способность металла интеркалироваться в полимерные цепи повышает электропроводность (до 10 См/см) при сохранении механической гибкости, что позволяет устройствам выдерживать 10 000+ циклов гибки без ухудшения характеристик.

Композитные материалы и синергетические характеристики

В сочетании с другими материалами металлический калий повышает производительность в специализированных системах:

Калиево-графитовые композиты: Используемые в качестве анодов в калий-ионных батареях, эти композиты смягчают образование дендритов, обеспечивая структурированную основу для отложения калия. Лабораторные испытания показывают сохранение емкости на 90% после 500 циклов, при этом скорость заряда в 3 раза выше, чем у анодов с чистым калием.

Калийно-оксидоземные катализаторы: При синтезе аммиака эти композиты увеличивают эффективность преобразования азота на 25% по сравнению с традиционными железными катализаторами. Калий действует как донор электронов, ослабляя N≡N связь и снижая энергию активации, снижая давление реакции с 300 до 200 бар.

Калий-кремниевые сплавы: разработанные для термоэлектрических генераторов, эти сплавы преобразуют отходящее тепло в электричество с добротностью (ZT) 1,2 при 500 °C, превосходя материалы на основе теллурида висмута в высокотемпературных промышленных приложениях.

Динамика мирового рынка и региональные тренды

Рынок металлического калия демонстрирует четкую региональную структуру, сформированную промышленными потребностями:

Азиатско-Тихоокеанский регион: доминирует в мировом производстве (65% производства), что обусловлено металлургическим сектором и сектором исследований аккумуляторов в Китае. Китайские производители увеличили производство до 1500 тонн в год, при этом 40% приходится на производство натрий-калийных сплавов (NaK) для ядерных реакторов.

Северная Америка: специализируется на калиях высокой чистоты (99,999%) для полупроводников и квантовых точек. Спрос в США растет на 12% в год, чему способствуют инвестиции в передовые технологии отображения и разработку водородных топливных элементов.

Европа: Лидирует в области устойчивых методов производства, при этом 30% металлического калия в Европе производится с использованием возобновляемых источников энергии. Строгие экологические нормы региона стимулировали инновации в области замкнутого цикла переработки, в результате которых 80% непрореагировавшего калия извлекается из потоков промышленных отходов.

Расширенные характеристики и метрики производительности

Современные аналитические инструменты позволяют глубже понять поведение калия:

Рентгеновская абсорбционная спектроскопия in situ (XAS): показывает, что калий образует оксидный слой толщиной 2 нм в течение 10 секунд после воздействия на воздух, состоящий в основном из K₂O₂ с тонким внешним слоем KOH. Эти данные направляют разработку защитных покрытий для продления срока годности.

Электрохимическая импедансная спектроскопия (EIS): измеряет коэффициенты диффузии ионов калия в композитных анодах со значениями от 10⁻⁹ до 10⁻⁸ см²/с, что имеет решающее значение для оптимизации скорости заряда аккумулятора.

Термогравиметрический анализ (ТГА): показывает, что металлический калий сохраняет 95% стабильности массы при температуре до 150°C в инертных атмосферах, при этом быстрое окисление происходит при температуре выше 200°C, что определяет рабочие пределы для высокотемпературных применений.

Инновации в области безопасности и устойчивые методы

Достижения в области обработки и производства снижают воздействие на окружающую среду:

Наноинкапсуляция: покрытие частиц калия оболочками из оксида алюминия толщиной 50 нм предотвращает реакцию с воздухом и водой, сохраняя при этом реакционную способность для контролируемых применений. Такая технология снижает затраты на хранение на 30% и исключает необходимость погружения масла в воду.

Зеленый синтез: новый электролитический процесс с использованием расплавленного карбоната калия (K₂CO₃) вместо KCl снижает выбросы хлоридов на 90%. Пилотные установки в Норвегии производят 100 тонн в год с использованием этого метода, приводя в действие гидроэнергию.

Интеллектуальные датчики: беспроводные детекторы влажности и водорода в хранилищах обеспечивают мониторинг в режиме реального времени, запуская продувку инертным газом, когда относительная влажность превышает 5%, что снижает риск несчастных случаев на 60% по сравнению с ручным проверкой.

Упаковка и технические характеристики

Технические сорта:

Слитки чистотой 99,5% (1–50 кг) в стальных бочках с аргоновым уплотнением и предохранительными клапанами.

Порошок чистоты 99,9% (100–5 кг) в вакуумных алюминиевых пакетах для каталитического применения.

Специализированные формы:

Нанокапсулированные частицы (50–200 нм) во флаконах по 1 кг для электроники и композитов.

Сплавы NaK (50/50 и 78/22) в емкостях из нержавеющей стали объемом 1–20 л с разрывными мембранами.

Ключевые метрики:

Температура плавления: 63,5°C; Температура кипения: 759°C.

Удельное электрическое сопротивление: 68 нОм·м при 20°C.

Реакция с водой: 0,12 л H₂/г K (STP).

Для получения индивидуальных рецептур, технических паспортов или отчетов об устойчивом развитии свяжитесь с нашей командой специалистов по щелочным металлам — лидеров в поддержке инноваций в области электроники, энергетики и передовых материалов.

Информация по охране труда и технике безопасности

Сигнальное слово: Опасность

Паспорт опасности: H260-H314

Коды опасности: F,C

Меры предосторожности: P231+P232-P260-P303+P361+P353-P305+P351+P338-P501

Температура вспышки: Не применимо

Коды рисков: 14/15-34

Положения по технике безопасности: 8-43-45

Номер RTECS: OJ5540000

Транспортная информация: No ООН 1415 4.3/ГУ 1

WGK Германия: 2

Пиктограмма GHS: изображение, изображение

Химические идентификаторы

Линейная формула: Li

Pubchem CID: 3028194

Номер MDL: MFCD00134051

Номер ЕС: 231-102-5

Beilstein/Reaxys No.: Н/Д

УЛЫБАЕТСЯ: [Ли]

Идентификатор InchI: InChI=1S/Li

Клавиша inchI: WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N

Упаковка стандартной упаковки:

Типичная оптовая упаковка включает в себя паллетированный пластик 5 галлонов/25 кг. ведра, бочки с фиброй и сталью до 1 тонны супермешков в полных контейнерах (FCL) или грузовиках (T/L). Исследуемые и отобранные количества, а также гигроскопичные, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут быть упакованы в условиях аргона или вакуума. Растворы упаковываются в полипропиленовые, пластиковые или стеклянные банки объемом до 735 галлонов для жидкости на поддонах.