[科普中国]-氟离子导体

氟离子导体是以氟为传导离了的快离子导体。比较重要的氟离子导体和氧离子导体相似,也是以萤石型结构化合物为基的固溶体，不同的是,这些化合物是氟化物，而非氧化物。

简介氟离子导体是以氟为传导离了的快离子导体。比较重要的氟离子导体和氧离子导体相似,也是以萤石型结构化合物为基的固溶体，不同的是,这些化合物是氟化物，而非氧化物。氟离子导体非常普遍，特别是一些具有萤石结构的氟化物在高温下具有较高的离子电导率。例如，第一个由法拉第发现的固体电解质PbF2就是氟离子导体，随温度上升，它的电导率平稳而迅速升高，在500℃达到极限值5S·cm-1。CaF2只有在接近熔点1418℃时才达到高电导率，类似的氟离子导体有SrF2，BaF2及具有氟铈矿和YF3结构的材料。氟化物是已知的在低温下最好的阴离子导体。在离子选择电极、气体检测器及固体电解质电池中得到应用1。

类型如CeF2，PbF2等。MF2(M=Ca，Sr，Ba，Pb)可在很大组成范围内与稀土金属氟化物lnF3(Ln=稀土元素)形成固溶体。这些固溶体由于是异价取代，都具缺陷萤石型结构，从而具有氟离子导电性，其中以CaF2基固溶体，如Pb，BixF2研究得最多1。

应用Pb1-xBix,F2+，系统有很高的氟离子导电性，氟离子电导率可以和钠Beta氧化铝的钠离子电导率相比。此外，碱金属氟化物MF(M=K，Rb，Ti)可以与BiF3形成MBiF4化合物，它们也具有萤石型结构，其中β- Pb-SnF4在150摄氏度的电守率可达8×105cm，是最好的氟离子导体，氟离子导体比较成熟的应用是离子选择电极、用以测量溶液中的氟离子浓度，也可用气体探测器和固体电解质电池的隔膜材料1。

固体电化学器件可作库仑计测量电量，还可用作微电路的积分元件、定时器、电开关等。可做可变电阻器、电化学开关、电积分器、双电层电容器等。此外，利用Na+、Li+离子导体内某些离子的氧化一还原着色效应可制作对比度大、大面积显示和记忆的电色显示器。还可作电池隔膜材料2。

本词条内容贡献者为:

黄伦先 - 副教授 - 西南大学