リチウムの反応に関する試験結果; 1.リチウムの大気中及び窒素雰囲気での反応、2.リチウムとアンモニアとの反応

Examination results on reaction of lithium

浅田 隆; 河井 政隆*

Asada, Takashi; Kawai, Masataka *

リチウムを用いた材料腐食試験を行うにあたり、リチウムの大気中での反応、リチウム洗浄のためのアンモニアとの反応等について試験を行い、次の結果を得た。1.リチウムは大気中に置くと最初表面が黒色になるが、やがて白色に変化し、その白色の層が次第に厚くなっていく。最初黒色になるのは窒化(Li3N)によるもので、その後大気中の水分と反応し、白色の水酸化リチウム(LiOH)に変わり成長していく。この水酸化リチウムの成長速度は、除湿したデシケータ内(湿度約10%)では、大気中の約1/10であった。2.リチウムを窒素雰囲気中に置くと、表面が黒色に変化し、やがて茶褐色に変わり、表面に割れが入る。この割れが入ると重量が急増し、急速に窒化が進む。この窒化は、10のリチウム棒では12日で終了し、その後の重量変化はない。割れが入る時期は、リチウム棒を曲げたものの方が早く、これは、リチウム内のひずみが影響しているものと考えられる。なお、初期の表面窒化膜は安定なためか、割れが入るまでは重量増はない。3.リチウムは液体アンモニアに溶解し、その溶解速度はリチウム1gで約23時間であった。リチウム溶解後のアンモニア液は茶褐色を示した。

Before the material corrosion tests in lithium, the reactions of lithium with air and ammonia that will be used for lithium cleaning were examined, and the results were as follows. (1)When lithium put into air, surface of lithium changes to black first but soon to white, and the white layer becomes gradually thick. The first black of lithium surface is nitride (LiN) and it changes to white lithium hydroxide (LiOH) by reaction with water in air, and it grows. The growth rate of the lithium hydroxide is about 1/10 in the desiccator (humidity of about 10%) compare with in air. (2)When lithium put into nitrogen, surface of lithium changes to black, and soon changes to brown and cracks at surface. At the same time with this cracking, weight of lithium piece increases and nitridation progresses respectively rapidly. This nitridation completed during 1-2days on lithium rod of 10mm in diameter, and increase in weight stopped. (3)Lithium melts in liquid ammonia and its melting rate is about 2-3 hour to lithium of 1g. The liquid ammonia after lithium melting showed dark brown.