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金属锡在未来高端技术中的应用

时间:2018-11-01  已阅读过:次

高纯锡

  中国是最早生产和使用锡的文明古国之一,金属锡也如同“常青树”一样,久盛不衰,在不同的时期扮演着不同的重要角色。锡具有丰富的化学和物理性能,并且已经广泛应用于焊料、马口铁、化工、合金与涂层、工艺品等领域,未来还将有更多的锡作为催化、传感、光电、能源存储材料广泛应用于现代社会当中。目前全球众多研究机构(尤其是在中国)对锡的应用研究也主要集中在锡太阳能薄膜、纳米氧化锡锂离子电池、锡基催化材料等领域。

  新型阻燃剂应用领域

  虽然总体而言锡基阻燃剂(主要为锡酸锌和羟基锡酸锌)在聚合物中的使用量日益递增,但是其在纤维及纺织品中的用量却微乎其微。如同其他基质一样,三氧化锑+溴系的阻燃剂应用广泛,但是有关其毒性的担忧,却迫使其承受着越来越大的压力,尤其是近期欧洲的主要的两大阻燃剂生产商正在考虑采用锡基阻燃剂。ITRI国际锡业协会(前身为国际锡研究所)在此领域已经有将近30年的研究及经验,最近采用水胶锡处理的工作表明:在阻燃纤维、地毯以及纺织品应用领域,无毒锡体系将有广阔的市场前景。

  热电转换材料

  锡与其他元素结合并加热时,能够发挥多种神奇功效。目前正在研发可将热量转化为电能的新型材料。其他含锡材料可具有磁性并能移动。该技术可搜集利用废热进行循环发电(例如:汽车尾气)。

  一种此类材料是基于镍钴锰锡的新型合金,其磁性能够随着温度的变化而改变,既可无磁性也可具备强磁性。另外一种在该领域极具前景的锡基材料是含掺杂剂的碲化锡——倘若热电效应足够强大,那么应用领域将涉及发电、制冷以及光子传感装置。

  太阳能薄膜电池

  锡在下一代太阳能电池材料的竞赛中领先。今天的太阳能电池使用昂贵和稀有的元素,比如镓。而更多的“资源丰富”的材料正在被考虑。锌黄锡,包含30%的锡,是第一个在IBM的研究实验室中通过10%效能障碍的材料。

  太阳能电池技术(经常也被称为光伏电池)正在快速发展,并且被认为是新能源技术优先发展的领域。传统的多晶/单晶硅材料将逐步会被光电材料薄膜取代,这种新技术预期会在未来几年主导太阳能电池市场。

  锡氧化物已经在透明导电顶层有适量的应用(当前技术广泛采用)。主要用在铟-锡氧化物(ITO)导电膜中,但是可能会逐渐的被掺杂氧化锡的氟取代。

  如果被IBM测量的10%的效能能够得到进一步增加,用在光吸收层中的碲化镉和铜-铟-镓-硒,可能被含锡30%的锌黄锡(铜-锌-硫化锡)替代。而在中国,有数十个高校研究小组正在此领域进行研究。

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