电解质材料γ-Bi2O3是用于固体氧化物燃料电池或氧传感器的一种极具潜力的电解质材料,比现有的锆系电解质材料在相同温度下的导电性高1-2个数量级,传导性比ZrO2 和CeO2 好得多。Bi2O3可作为检测NO气体的半导体传感材料,其选择性比常用的SnO2 高得多;光电材料氧化铋基玻璃由于具备非常优秀的光学性能,如高的折射率、红外传输和非线性光学性,因而在光电装置、光纤传输等的材料应用方面具有非常大的吸引力。氧化铋在铋系超导材料原料粉中的含量接近30%,纯度为4N。
氧化铋生产原料铋锭,铋锭银白色或微红色,有金属光泽,性脆,导电和导热性都较差。铋是逆磁性的金属,在磁场作用下电阻率增大而热导率降低。铋及其合金具有热电效应。铋在凝固时体积增大,膨胀率为3.3%。铋的硒化物和碲化物具有半导体性质。
室温下,铋不与氧气或水反应,在空气中稳定,加热到熔点以上时能燃烧,发出淡蓝色的火焰,生成三氧化二铋,铋在红热时也可与硫、卤素化合。铋粉在氯气内着火。铋不溶于水,不溶于非氧化性的酸(如盐酸),使浓硫酸和浓盐酸,也只是在共热时才稍有反应,但能溶于王水和。
铋的主要矿物有自然铋(Bi)、辉铋矿(Bi2S3)、铋华(Bi2O3)、以及菱铋矿(nBi2O3·mCO2·H2O)、铜铋矿(3Cu2S·4Bi2S3)等,其中以辉铋矿与铋华为重要。铋的矿物大都与钨、钼、铅、锡、铜等金属矿物共生,很少形成有单独开采价值的矿床,所以需在其它主金属选矿过程中分离出铋精矿。另外,铋也常进入其它主金属提炼过程的副产物中,如铅阳极泥、铜熔炼及吹炼的烟尘。
金属铋由矿物经煅烧后成三氧化二铋,再与碳共热还原而获得,可用火法精炼和电解精炼制得高纯铋。
氧化铋作为电子陶瓷粉体材料中的重要添加剂,纯度一般要求在99.5%以上。主要应用对象有压敏电阻、陶瓷电容、铁氧体磁性材料三类。在电子陶瓷的开发方面,美国走在世界**。而日本则靠大规模生产和先进的技术占据了世界陶瓷市场60%的份额。随着纳米级氧化铋的研究开发和均匀化制造技术的创新提高,也将大大推动电子陶瓷相关元器件性能的改善和生产成本的降低。氧化铋在压敏电阻中主要起效应形成剂的作用,是压敏电阻具有高非线性伏安特性的主要贡献者。
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