1. Фундаментальная хімія і крышталяграфічны дызайн Taxi SIX
1.1 Фреймворк з багатым борам і фрэймворк з электроннымі дыяпазонамі
(Гексаборид кальцыя)
Гексаборид кальцыя (ТАКСІ ₆) — стэхіаметрычны барыд металу, які паходзіць з гексабарыдаў рэдказямельных і шчолачназямельных элементаў, вылучаецца адзіным у сваім родзе спалучэннем іённых, кавалентны, і якасці металічнага счаплення.
Яго крышталічная структура прымае кубічную рашотку тыпу CsCl (касмічная група Пм-3м), дзе атамы кальцыя засяляюць грані куба і складаны трохмерны каркас актаэдраў бору (Б ₆ прылады) застаецца на целе.
Кожны актаэдр бору складаецца з шасці атамаў бору, кавалентна звязаных у вельмі сіметрычным парадку, стварэнне жорсткага, сетка з дэфіцытам электронаў падтрымліваецца перадачай кошту ад электрастаноўчага атама кальцыя.
Гэты перанос кошту прыводзіць да часткова загружанай паласы перадачы, надзяленне таксі шасці незвычайна высокай для керамічнага вырабу электраправоднасцю– на загад 10 ⁵ S/m пры пакаёвай тэмпературы– нягледзячы на вялікую шырыню забароненай зоны прыкладна 1,0– 1.3 эВ, устаноўленае даследаваннямі аптычнага паглынання і фотаэмісіі.
Пачатак гэтай таямніцы– высокая праводнасць, якая існуе побач са значнай забароненай зонай– стала прадметам шырокага вывучэння, з канцэпцыямі, якія мяркуюць бачнасць унутраных дэфектаў, павярхоўная праводнасць, або механізмы паляроннай праводнасці, уключаючы лакалізаванае спалучэнне электронаў і фононаў.
Нядаўнія першапрынцыпныя разлікі падтрымліваюць канструкцыю, у якой мінімальная паласа перадачы дасягаецца ў асноўным з арбіталяў Ca 5d, у той час як у валентнай зоне дамінуюць станы B 2p, вырабляючы тонкі, дысперсійная паласа, якая спрыяе руху электронаў.
1.2 Цеплавая і механічная бяспека ў экстрэмальных умовах
Як вогнетрывалая кераміка, TAXICAB ₆ паказвае незвычайную тэрмаўстойлівасць, з тэмпературай плаўлення, якая перавышае 2200 °C і нязначная страта вагі ў інэртных умовах або пыласосе да 1800 °C.
Яго высокая тэмпература распаду і паніжаны ціск пары робяць яго прыдатным для высокатэмпературных архітэктурных і практычных прымянення, дзе важная сумленнасць матэрыялу ва ўмовах цеплавой трывогі.
Механічна, CaB ₆ валодае цвёрдасцю па Віккерсу прыкладна 25– 30 ГПа, пазіцыянуючы яго сярод самых цвёрдых вядомых барыдаў і адлюстроўваючы трываласць B– Б кавалентныя сувязі ў рамках актаэдра.
Таксама матэрыял дэманструе нізкі каэфіцыент цеплавога пашырэння (~ 6.5 × 10 ⁻⁶/ К), спрыяе выдатнай устойлівасці да тэрмічнага ўдару– важная якасць для дэталяў, заснаваных на хуткіх цыклах нагрэву і астуджэння.
Гэтыя жылыя аб'екты, у спалучэнні з хімічнай інертнасцю ў адносінах да расплаўленай сталі і дзындраў, падмацоўваюць яго выкарыстанне ў тыглях, абалонкі тэрмапар, і высокатэмпературныя датчыкі ў металургічных і прамысловых умовах апрацоўкі.
( Гексаборид кальцыя)
Больш за тое, TAXICAB ₆ паказвае выключную ўстойлівасць да акіслення, пералічанага ніжэй 1000 °C; тым не менш, вышэй гэтай мяжы, можа адбыцца акісленне плошчы паверхні да бората кальцыя і аксіду бора, якія патрабуюць ахоўнага пакрыцця або кантролю працы ў акісляльных асяроддзях.
2. Шляхі сінтэзу і мікраструктурны дызайн
2.1 Традыцыйныя і перадавыя метады вытворчасці
Сінтэз таксі 6 высокай чысціні звычайна ўключае цвёрдацельныя рэакцыі паміж папярэднікамі кальцыя і бору пры павышаных тэмпературах.
Звычайныя метады ўключаюць зніжэнне аксіду кальцыя (CaO) з карбідам бору (B ₄ C) або важны бор у інэртных умовах або ва ўмовах вакууму пры тэмпературных узроўнях паміж імі 1200 ° C і 1600 °C. ^
. Адказ павінен быць старанна адрэгуляваны, каб пазбегнуць утварэння дадатковых фаз, такіх як таксі чатыры або таксі ДВА, што можа пагоршыць электрычныя і механічныя характарыстыкі.
Альтэрнатыўныя методыкі заключаюцца ў карботермическом зніжэнні, дугаплаўкі, і механахімічны сінтэз з выкарыстаннем шаравога млына з высокай энергіяй, што можа знізіць узровень тэмпературы водгуку і павысіць аднастайнасць парашка.
Для шчыльных керамічных кампанентаў, метады спякання, такія як гарачае прэсаванне (HP) або выклікаць плазменнае спяканне (СПС) выкарыстоўваюцца для дасягнення блізкай да тэарэтычнай шчыльнасці пры зніжэнні росту збожжа і захаванні выдатных мікраструктур.
СПС, канкрэтна, робіць магчымым хуткую кансалідацыю пры больш нізкіх тэмпературах і меншым часе знаходжання, зніжэнне небяспекі выпарэння кальцыя і захаванне стэхіаметрыі.
2.2 Допінг і выпуск хіміі для хатняга рэгулявання
Адным з самых значных прарываў у даследаванні CaB ₆ стала магчымасць адаптаваць яго лічбавыя і тэрмаэлектрычныя жылыя або камерцыйныя аб'екты з дапамогай наўмыснага допінгу і дэфектатэхнікі.
Замена кальцыя на лантан (The), цэрый (Ce), або іншыя рэдказямельныя элементы ўводзіць дадатковыя пастаўшчыкі платы, істотна павялічваючы электраправоднасць і робячы магчымым тэрмаэлектрычныя дзеянні n-тыпу.
Аналагічна, частковая замена бору вугляродам або азотам можа наладзіць таўшчыню станаў каля ўзроўню Фермі, павышэнне каэфіцыента Зеебека і агульнай тэрмаэлектрычнай значэння (ZT).
Уласцівыя праблемы, асабліва кальцыевых працоўных месцаў, таксама гуляюць важную функцыю ў вызначэнні праводнасці.
Даследаванні паказваюць, што таксі шэсць звычайна дэфіцытуе дэфіцыт кальцыя з-за выпарэння пры апрацоўцы пры высокай тэмпературы, што прыводзіць да дзіркавай праводнасці і дзеянняў р-тыпу ў некаторых узорах.
Па гэтай прычыне рэгуляванне стэхіаметрыі з дапамогай дакладнага кантролю навакольнага асяроддзя і інкапсуляцыі падчас сінтэзу з'яўляецца жыццёва важным для ўзнаўляльнай эфектыўнасці ў праграмах лічбавага пераўтварэння і пераўтварэння энергіі.
3. Практычныя ўласцівасці і фізічныя фантазмы ў таксі ₆
3.1 Выключныя прымянення электроннага разраду і палявога разраду
CaB ₆ славіцца сваёй нізкай працоўнай функцыяй– прыкладна 2.5 эВ– сярод самых даступных для ўстойлівых керамічных вырабаў– што робіць яго выключным кандыдатам для тэрмаэлектронных і плошчавых выпраменьвальнікаў электронаў.
Гэта жылая або камерцыйная нерухомасць узнікае з сумесі высокай канцэнтрацыі электронаў і выгаднага размяшчэння дыполяў на паверхні, забяспечваючы эфектыўнае выпраменьванне электронаў пры разумна паніжаных тэмпературных узроўнях у адрозненне ад звычайных прадуктаў, такіх як вальфрам (праца функцыя ~ 4.5 эВ).
З-за гэтага, Катоды на аснове TAXICAB SIX выкарыстоўваюцца ў электронна-прамянёвых прыборах, у тым ліку лінзы сканіруючага электроннага мікраскопа (ЯКІЯ), электронна-прамянёвыя зваршчыкі, і мікрахвалевыя трубкі, дзе яны забяспечваюць больш працяглы тэрмін службы, зніжаны ўзровень працоўнай тэмпературы, і больш высокую яркасць, чым у звычайных выпраменьвальнікаў.
Нанаструктураваныя таксі шэсць фільмаў і валасы яшчэ больш павышаюць прадукцыйнасць палявога разраду, павышаючы рэгіянальную электрычную ўстойлівасць пры рэзкіх ідэях, што робіць магчымым працу халоднага катода ў мікраэлектроніцы пыласосаў і плоскіх дысплеяў.
3.2 Магчымасці паглынання нейтронаў і радыяцыйнай абароны
Дадатковая важная здольнасць CaB ₆ заключаецца ў здольнасці паглынання нейтронаў, галоўным чынам з-за высокага сячэння захопу цеплавых нейтронаў ізатопа ¹⁰ B (3837 хлявы).
Прыродны бор складаецца з адносна 20% №⁰ Б, і ўзбагачаны CaB six з большым ¹⁰ B матэрыялам можа быць адаптаваны для павышэння эфектыўнасці экранавання нейтронаў.
Калі нейтрон рэгіструецца ядром ¹⁰ B, ён запускае ядзерную рэакцыю ¹⁰ B(н, а)⁷ Лі, вызваляючы альфа-часціцы і іёны літыя, якія зручна спыняюцца ў матэрыяле, ператвараючы нейтроннае выпраменьванне ў бясшкодныя зараджаныя фрагменты.
Гэта робіць таксі ₆ прывабным матэрыялам для нейтронапаглынальных кампанентаў атамных электрастанцый, інвеставанае сховішча газу, і сістэмы выяўлення радыяцыі.
У адрозненне ад карбіду бору (B ₄ C), які можа набракаць пад дзеяннем нейтроннага апрамянення з-за назапашвання гелія, CaB ₆ паказвае высокую бяспеку памераў і ўстойлівасць да радыяцыйнага пашкоджання, асабліва пры падвышанай тэмпературы.
Яго высокі каэфіцыент плаўлення і хімічная трываласць дадаткова паляпшаюць яго жыццяздольнасць для доўгатэрміновага разгортвання ў ядзерных асяроддзях.
4. Узнікненне і прамысловае прымяненне перадавых тэхналогій
4.1 Тэрмаэлектрычнае пераўтварэнне энергіі і рэкуперацыя адходнага цяпла
Спалучэнне высокай электраправоднасці, умераны каэфіцыент Зеебека, і паніжаная цеплаправоднасць (з-за распаўсюджвання фанонаў каркасам бору) налады CaB ₆ як перспектыўны тэрмаэлектрычны матэрыял для інструмент- да высокатэмпературнага збору энергіі.
Легаваныя варыянты, у прыватнасці La-легіраваных таксі SIX, фактычна прадэманстравалі, што ZT варта перасягнуць 0.5 у 1000 К, з магчымасцю большага паляпшэння за кошт нанаструктуравання і абмежавання зярністасці.
Гэтыя прадукты выяўляюцца для выкарыстання ў тэрмаэлектрычных генератараў (ТЭГ) якія ператвараюць небяспечныя адходы ў цяпло– са сталёвых сістэм ацяплення, выхлапныя сістэмы, або электрастанцыі– у карысную электрычную энергію.
Іх бяспека на паветры і ўстойлівасць да акіслення пры павышаных тэмпературах забяспечваюць значную перавагу перад традыцыйнымі тэрмаэлектрыкамі, такімі як PbTe або SiGe, якія патрабуюць ахоўнай атмасферы.
4.2 Перадавыя пакрыцця, Кампазіты, і Quantum Material Platforms
Мінулыя масавыя заяўкі, TAXICAB ₆ інтэгруецца непасрэдна ў кампазітныя матэрыялы і карысныя пласты для павышэння трываласці, зносаўстойлівасць, і характарыстыкі электроннага разраду.
Напрыклад, Палепшаныя TAXI SIX лёгкія алюмініевыя або медныя матрычныя злучэнні паказваюць лепшую цягавітасць і цеплавую бяспеку для аэракасмічных і электрычных кантактных прыкладанняў.
Тонкія плёнкі таксі 6, перададзеныя шляхам напылення або імпульснага лазернага нанясення, выкарыстоўваюцца ў трывалых пакрыццях, дыфузійныя перашкоды, і эмісійныя пласты ў вакуумных лічбавых інструментах.
Апошнім часам дадаткова, монакрышталі і эпітаксійныя фільмы таксі 6 сапраўды выклікалі цікавасць да фізікі кандэнсаваных праблем з-за запісаў непрадбачаных магнітных паводзін, які складаецца з патрабаванняў ферамагнетызму пры пакаёвай тэмпературы ў легаваных узорах– хоць гэта па-ранейшаму застаецца сумніўным і, верагодна, звязана з магнетызмам, выкліканым дэфектамі, а не з унутраным далёкім парадкам.
Няважна, CaB ₆ служыць мадэльнай сістэмай для вывучэння вынікаў сувязі электронаў, тапалагічныя лічбавыя стану, і квантавы транспарт у складаных борыдных рашотках.
Падводзячы вынік, гексаборыд кальцыя з'яўляецца прыкладам спалучэння трываласці архітэктуры і практычнага зручнасці ў складанай кераміцы.
Яго унікальнае спалучэнне высокай электраправоднасці, тэрмічнай стабільнасцю, паглынанне нейтронаў, і электроннае выпраменьванне жылых або камерцыйных аб'ектаў дазваляе прымянення ў розных энергетычных, ядзерны, электронныя, і навуковыя даменныя імёны прадуктаў.
Паколькі стратэгіі сінтэзу і допінгу працягваюць прагрэсаваць, CaB ₆ можа адыгрываць істотна важную функцыю ў тэхналогіях наступнага пакалення, якія патрабуюць шматфункцыянальнай эфектыўнасці ў цяжкіх умовах.
5. Пастаўшчык
TRUNNANO з'яўляецца пастаўшчыком сферычнага вальфрамавага парашка з над 12 шматгадовы вопыт энергазберажэння нанабудаўніцтва і развіцця нанатэхналогій. Ён прымае аплату з дапамогай крэдытнай карты, T/T, West Union і Paypal. Trunnano будзе адпраўляць тавары кліентам за мяжу праз FedEx, DHL, па паветры, або па моры. Калі вы хочаце даведацца больш пра сферычны парашок вальфраму, калі ласка, не саромейцеся звязацца з намі і адправіць запыт([email protected]).
Тэгі:
Усе артыкулы і малюнкі з Інтэрнэту. Калі ёсць праблемы з аўтарскім правам, калі ласка, звяжыцеся з намі своечасова, каб выдаліць.
Запытайце нас