Conaschunullmhaigh ardfeidhmíocht lheicseabríd anthanum (LaB6)
Aithnítear Lanthanum hexaboride (LaB6) mar an t-ábhar catóide te is fearr faoi láthair, a bhfuil tréithe obair éalaithe íseal, cobhsaíocht mhaith ceimiceach, leáphointe ard, cruas ard, dlús reatha ard astaíochta agus friotaíocht láidir le bombardú ian. Tá raon leathan feidhmchlár ag LaB6, agus baineadh úsáid as go rathúil i níos mó ná 20 réimse míleata agus ardteicneolaíochta, mar shampla radar, aeraspáis, tionscal leictreonach, etc. Áirítear ar a sraith táirgí den chuid is mó trí chineál púdar, polycrystal agus criostail aonair. Go háirithe, is é criostail aonair heicsaboride lanthanum an t-ábhar is fearr chun feadán leictreon ard-chumhachta, maighnéadrón, bhíoma leictreon, bhíoma ian agus catóide luasaire a dhéanamh.
Airíonna fisiceacha agus ceimiceacha de LaB6
Réimse heicseabríde lanthanum a bheith ann: ina bhfuil B 85.8-88 (wt)%, tá sé corcra nuair a bhíonn B 85.8% ann, agus gorm nuair a bhfuil B 88% ann; Is é 4.7g/cm3 an dlús, tá friotaíocht teocht an tseomra 15-27 μΩ, cruas Vickers ná 27.7 GPa, is é 2.66 eV an fheidhm oibre, is é 29A/ tairiseach astaíochtacm2·K2.
Tá heicseabóríd Lanthanum teimhneach agus tá an chuma air go bhfuil corcra éadrom reddish nuair a bhíonn sé tirim, agus dearg domhain nuair a bhíonn sé tais. Tá struchtúr criostail ciúbach ag hexaboride Lanthanum, mar a thaispeántar i bhFíor 1:
Fíor 1 Struchtúr criostail LaB6
Ón bhfigiúr, is féidir a fheiceáil gurb iad na tréithe struchtúracha atá ag criostail ciúbach lanthanum hexaboride:
1) Cruthaíonn adaimh bhóróin creat-struchtúr ciúbach tríthoiseach, ina bhfuil adaimh lanthanum níos mó.
2) Is octahedron é an creat bórón, agus ag gach rinn ciúb, tá octahedron déanta ag creat adamhach bórón, atá ceangailte lena chéile ag a rinn.
3) Tá gach adamh bórón cóngarach do chúig adamh bórón, ceithre cinn laistigh dá ochtahedron agus ceann i dtreo ceann de phríomh-aiseanna an chiúb, rud a thugann struchtúr laitíse homopolar le uimhir chomhordaithe 5.
4) Tá trí leictreon valence sannta do chúig nasc ag gach adamh bóróin.
5) Is é 24 líon comhordaithe na n-adamh miotail atá gafa i laitís bóróin.
Cinneann struchtúr criostail na mbórdaí a n-airíonna uathúla:
1) Mar gheall ar an bhfórsa nasctha láidir idir adaimh bhóróin (tairiseach laitíse 4.145 Å), is cumaisc teasfhulangacha é le leáphointe 2210 céim.
2) Ag teocht an tseomra, ní imoibríonn sé ach le haigéad nítreach agus aqua regia; Ní dhéantar ocsaídiú ar ocsaigin ach ag 600-700 céim .
3) Laistigh de raon teochta áirithe, tá an comhéifeacht leathnú ag druidim le nialas.
4) Cobhsaíocht mhaith san aer, agus is féidir éilliú dromchla le linn úsáide a athchóiriú trí chóireáil teasa i bhfolús.
5) Friotaíocht mhaith in aghaidh bombardú ian agus in ann neart réimse ard a sheasamh.
6) Mar gheall ar easpa bannaí valence idir adaimh miotail agus adamh bórón, tá leictreoin valence na n-adamh miotail saor. Mar sin tá seoltacht ard ag bórdaí, agus tá friotaíocht lanthanum heicseabóríde thart ar an gcéanna le friotaíocht luaidhe miotalach. Tá comhéifeacht teochta a friotachas dearfach.
7) Má cheadaítear do heicseabóirídí dul i dteagmháil le miotail teasfhulangacha ag teochtaí arda, idirleatafear bórón isteach i laitís an mhiotail agus foirmeoidh sé cóimhiotail bhóróin idir-roinne leis an miotal. Ag an am céanna, tiocfaidh an creat bórón as a chéile, rud a ligeann do na hadaimh miotail galú.
8) Nuair a théitear bórón go teocht áirithe, galú na hadaimh miotail ar dhromchla an chriostail, ach déantar iad a athlánú láithreach ag na hadaimh miotail a idirleata ón taobh istigh den laitís, agus níl aon athrú ar an gcreat bórón, rud a íoslaghdaíonn caillteanas substaintí gníomhacha dromchla. .
Mar gheall ar na buntáistí thuas, tá LaB6 déanta ina chomhpháirteanna leictreonacha sa teicneolaíocht nua-aimseartha agus á n-úsáid go forleathan i dtionscail shibhialta agus chosanta:
1) Catóidí astaíochta leictreonacha. Mar gheall ar an obair éalaithe leictreon íseal, is féidir ábhair chatóide a bhfuil an sruth astaíochta is airde acu ag meánteocht a fháil, go háirithe criostail aonair ard-chaighdeán, atá ina n-ábhar idéalach le haghaidh catóidí astaithe leictreoin ardchumhachta.
2) Foinse solais pointe gile ard.
3) Ardchobhsaíocht agus comhpháirteanna córais saolré fada. Cuireann a fheidhmíocht chuimsitheach den scoth ar chumas é a chur i bhfeidhm i gcórais leictreoin éagsúla, mar shampla greanadh léas leictreon, foinsí teasa leictreon-léas, gunnaí táthú léas leictreon, agus luasairí, le haghaidh táirgeadh comhpháirteanna ardfheidhmíochta i réimsí innealtóireachta.
Ullmhú LaB6
(1) Ullmhú púdar LaB6
1) Modh sintéise eilimint íon
Is é an modh seo an modh taighde tosaigh, atá oiriúnach le haghaidh taighde léaráide céim, ach níl sé oiriúnach d'iarratais phraiticiúla táirgthe.
2) Comhdhúile ina bhfuil La agus comhdhúile ina bhfuil B a shintéisiú
Is modh tionsclaíoch é an modh seo, agus tá foirmlí imoibrithe éagsúla ag brath ar na himoibreoirí:
3) Comhdhúile La a laghdú le B íon
(2) Ullmhú ábhar ilchriostalach LaB6
Go ginearálta ullmhaítear polycrystals LaB6 trí mhodhanna shintéirithe agus brú te. I gcásanna ina bhfuil folúntas sa sampla, ní féidir shintéiriú a úsáid ach amháin le haghaidh ullmhúcháin. Sintéiriú ag baint úsáide as breogáin LaB6, ZrB2, nó ZrC. Chun insíothlú B a chosc, níl sé inmholta breogán B a úsáid. De ghnáth sintéaraithe in atmaisféar hidrigine. Is é an brú te brú 400 atm, is é an teocht 2000 céim, agus is é 1-2 uair an chloig an t-am sealbhaíochta. Is é méid an billet go ginearálta φ 100mm × 30mm.
(3) Ullmhú LaB6 Criostail Aonair
Faoi láthair, is féidir achoimre a dhéanamh ar mhodhanna ullmhúcháin criostail aonair mar mhodh leá crios, modh tuaslagóir, agus modh gás-chéim.
1) Modh leá crios
Is é modh leá crios an modh is coitianta a úsáidtear chun criostail aonair bórón cré-annamh a ullmhú. Nuair a úsáidLaB6mar ábhar radaíochta leictreoid, is gá criostail aonair a ullmhú le íonacht ard. Cé nach bhfuarthas aon ghaol cruinn idir na neamhíonachtaí i LaB6 agus a shaol seirbhíse mar leictreoid astaithe, is airde an íonachtLaB6, an níos faide a shaol seirbhíse. Dá bhrí sin, tá an-chiall ag baint le hábhair ard-íonachta a ullmhú.
D'fhonn ard-íonachta a ullmhúLaB6, glactar go ginearálta le modh leá crios fionraí gan breogán, arna chosaint ag gás támh, mar a thaispeántar i bhFíor 2:
Fíor 2 Léaráid scéimreach den mhodh leá crios
I measc na modhanna leá crios chun criostail aonair a ullmhú tá téamh minicíochta raidió, téamh beam leictreon, téamh stua, agus téamh léas léasair.
2) Modh tuaslagóir
Is é an modh tuaslagóir an modh bunúsach freisin chun criostail aonair a ullmhúLaB6, lena n-áirítear dhá mhodh: modh tuaslagóir alúmanaim agus modh tuaslagóir tearc-chré. Tá an dá rud cosúil, ach amháin go n-úsáideann an dara ceann eilimintí tearc-chré in ionad alúmanam, mar a thaispeántar sa léaráid thíos:
Fíor 3 Léaráid scéimreach de mhodh tuaslagóir alúmanaim
3) Modh deascadh céim gháis (CVD).
Is é modh deascadh céim gáis an próiseas a bhaineann le substaintí gásacha a úsáid chun imoibrithe ceimiceacha a dhéanamh ar dhromchla ábhar soladach, ag giniúint taiscí soladacha. Is é seo a leanas an léaráid scéimreach dá phrionsabal:
Fíor 4 Léaráid scéimreach de phrionsabal an mhodha CVD
Áirítear ar na foirmlí imoibrithe ceimiceacha is infheidhme maidir le táirgeadh LaB6 trí mhodh CVD:
D'éirigh le HNRE púdar LaB6 a dhéanamh amach le íonacht níos mó ná 99% trí réamhchóireáil amhábhar chomhdhúile bórón agus íonú ceimiceach púdar LaB6. Tá próiseas shintéirithe grádán dúbailte faoi bhrú teocht forbartha againn freisin do bhlocanna ilchriostalach LaB6 ard-dlúis. Tá dlús an mórchóir polycrystalline níos mó ná 95%, agus tá an méid gráin thart ar 20 μm. Tá tréithe dlús srutha astaíochta ard, saol fada catóide agus feidhmíocht chobhsaí catóide ag ár gcatóid log atá déanta de bhloc polycrystal LaB6.