1. Takso SIX fundamentaalne keemia ja kristallograafiline disain
1.1 Booririkas raamistik ja Electronic Band Framework
(Kaltsiumheksaboriid)
Kaltsiumheksaboriid (TAKSO ₆) on stöhhiomeetriline metalliboriid, mis pärineb haruldaste muldmetallide ja leelismuldmetallide heksaboriidide käigust, mida eristab ainulaadne ioonide segu, kovalentne, ja metallilised nakkumisomadused.
Selle kristallstruktuur võtab vastu kuupmeetri CsCl-tüüpi võre (ruumirühm Pm-3m), kus kaltsiumi aatomid asuvad kuubi servades ja booroktaeedrite keerulises kolmemõõtmelises raamistikus (B ₆ seadmed) viibib keharajatises.
Iga boorioktaeeder koosneb kuuest boori aatomist, mis on kovalentselt kleepunud väga sümmeetrilises paigutuses, jäiga loomine, elektronpuudulik võrk, mida toetab kulude ülekanne elektropositiivsest kaltsiumi aatomist.
See kulude ülekanne toob kaasa osaliselt koormatud edastusriba, andes takso kuuele keraamikatoote jaoks ebatavaliselt kõrge elektrijuhtivuse– tellimusel 10 ⁵ S/m toatemperatuuril– vaatamata selle suurele ribalaiusele umbes 1,0– 1.3 eV, nagu on kindlaks tehtud optilise neeldumise ja fotoemissiooni uuringutega.
Selle mõistatuse algus– kõrge juhtivusega kõrvuti koos olulise ribalaiusega– on olnud ulatusliku uurimistöö objektiks, kontseptsioonidega, mis viitavad sisemiste veaseisundite nähtavusele, pinnajuhtivus, või polaroonse juhtivuse mehhanismid, sealhulgas lokaliseeritud elektron-fonoon ühendamine.
Hiljutised esimeste põhimõtete arvutused toetavad konstruktsiooni, milles ülekanderiba miinimum saadakse suures osas Ca 5d orbitaalidest, samas kui valentsribas domineerivad B 2p olekud, toodavad slim, hajutav riba, mis soodustab elektronide liikumist.
1.2 Termiline ja mehaaniline turvalisus äärmuslike probleemide korral
Tulekindla keraamikana, TAXICAB ₆ näitab erakordset termilist stabiilsust, mille sulamistemperatuur ületab 2200 ° C ja tühine kaalukaotus inertsete või tolmuimeja seadistustes kuni 1800 °C.
Selle kõrge lagunemistemperatuur ja vähendatud aururõhk muudavad selle sobivaks kõrgtemperatuurilisteks arhitektuurilisteks ja praktilisteks rakendusteks, kus on oluline materjali ausus termilise ärevuse korral.
Mehaaniliselt, CaB ₆ omab Vickersi tugevust ligikaudu 25– 30 GPa, paigutades selle kõige kõvemate teadaolevate boriidide hulka ja peegeldades B vastupidavust– B kovalentsed sidemed oktaeedrilises raamistikus.
Materjalil on ka madal soojuspaisumistegur (~ 6.5 × 10 ⁻⁶/ K), aidates kaasa suurepärasele soojuslöögikindlusele– kiiretel kütte- ja jahutustsüklitel põhinevate osade ülioluline kvaliteet.
Need elamukinnisvarad, kombineerituna keemilise inertsusega sulaterase ja räbu suhtes, toetavad selle kasutamist tiiglites, termopaari kestad, ja kõrgtemperatuuri andurid metallurgia- ja tööstuslikes töötlemiskeskkondades.
( Kaltsiumheksaboriid)
Pealegi, TAXICAB ₆ näitab erakordset vastupidavust oksüdatsioonile, mis on loetletud allpool 1000 °C; sellegipoolest, üle selle piiri, Pindala võib oksüdeeruda kaltsiumboraadiks ja booroksiidiks, oksüdeerivas keskkonnas on vaja kaitsekatteid või töökontrolle.
2. Sünteesirajad ja mikrostruktuuriline disain
2.1 Tavapärased ja täiustatud tootmistehnikad
Kõrge puhtusastmega takso kuue süntees hõlmab tavaliselt tahke oleku reaktsioone kaltsiumi ja boori lähteainete vahel kõrgel temperatuuril.
Tavalised meetodid hõlmavad kaltsiumoksiidi vähendamist (CaO) boorkarbiidiga (B ₄ C) või oluline boor inertsetes või vaakumtingimustes temperatuuritasemetel vahemikus 1200 ° C ja 1600 °C. ^
. Reageerimine peaks olema põhjalikult reguleeritud, et vältida lisafaaside teket, nagu takso neli või takso TWO, mis võivad halvendada elektrilist ja mehaanilist jõudlust.
Alternatiivsed meetodid hõlmavad karbotermilist vähenemist, kaarsulamine, ja mehaaniline keemiline süntees, kasutades suure energiatarbega kuuljahvatamist, mis võib vähendada reaktsioonitemperatuuri taset ja suurendada pulbri homogeensust.
Tihedatele keraamilistele komponentidele, paagutamismeetodid nagu kuumpressimine (HP) või käivitada plasma paagutamine (SPS) kasutatakse peaaegu teoreetilise tiheduse saavutamiseks, vähendades samal ajal tera kasvu ja säilitades suurepäraseid mikrostruktuure.
SPS, konkreetselt, võimaldab kiiret tihendamist madalamatel temperatuuridel ja lühema tööajaga, kaltsiumi lendumise ohu vähendamine ja stöhhiomeetria säilitamine.
2.2 Doping ja probleemikeemia kodus kohandamiseks
Üks olulisemaid läbimurdeid CaB ₆ uurimistöös on olnud võimalus kohandada oma digitaalseid ja termoelektrilisi elamu- või ärikinnistuid tahtliku dopingu ja vigade kavandamisega..
Kaltsiumi asendamine lantaaniga (The), tseerium (Ce), või muud haruldaste muldmetallide elemendid tutvustavad lisatasu pakkujaid, suurendab oluliselt elektrijuhtivust ja võimaldab n-tüüpi termoelektrilisi toiminguid.
Samamoodi, boori osaline asendamine süsiniku või lämmastikuga võib kohandada Fermi taseme lähedal olevate olekute paksust, Seebecki koefitsiendi ja üldise termoelektrilise väärtuse suurendamine (ZT).
Loomulikud probleemid, eriti kaltsiumiga seotud töökohad, samuti mängivad juhtivuse määramisel olulist funktsiooni.
Uuringud näitavad, et kuues taksos esineb tavaliselt kõrgel temperatuuril käitlemise ajal lendumise tõttu kaltsiumipuudus, mis põhjustab mõnes proovis aukjuhtivust ja p-tüüpi toiminguid.
Stöhhiomeetria reguleerimine täpse atmosfääri juhtimise ja sünteesi ajal kapseldamise kaudu on seetõttu ülioluline digitaalsete ja võimsuse muundamise rakenduste reprodutseeritava tõhususe jaoks.
3. Praktilised omadused ja füüsiline fantasm taksos ₆
3.1 Erakordsed elektronlahenduse ja väljalahenduse rakendused
CaB ₆ on tuntud oma vähese töövõime poolest– jämedalt 2.5 eV– püsivate keraamiliste toodete jaoks kõige taskukohasemate hulgas– muutes selle erakordseks kandidaadiks termo- ja pindalaelektronide emitterite jaoks.
See elamu- või ärikinnisvara tekib kõrge elektronide kontsentratsiooni ja kasuliku pinnadipoolide paigutuse segust, võimaldab tõhusat elektronide emissiooni mõistlikult madalamal temperatuuril erinevalt tavapärastest toodetest nagu volfram (tööfunktsioon ~ 4.5 eV).
Selle tõttu, TAXICAB SIX-il põhinevaid katoode kasutatakse elektronkiirinstrumentides, sealhulgas skaneerivad elektronmikroskoopilised läätsed (MIS), elektronkiire keevitajad, ja mikrolainetorud, kus need tagavad pikema eluea, alandatud töötemperatuuri tase, ja suurem heledus kui tavalistel emitteritel.
Nanostruktureeritud takso kuus filmi ja juuksekarvad suurendavad veelgi väljalaadimise jõudlust, suurendades piirkondliku elektripiirkonna vastupidavust teravate ideede korral, võimaldab jahekatoodiga töötamist tolmuimejate mikroelektroonikas ja lameekraanidel.
3.2 Neutronite neeldumise ja kiirguskaitse võimalused
CaB ₆ täiendav oluline võime seisneb selle neutronite neeldumisvõimes, peamiselt ¹⁰ B isotoobi suure termilise neutronite püüdmise ristlõike tõttu (3837 küünid).
Looduslik boor koosneb umbes 20% ¹⁰ B, ja rikastatud CaB kuut suurema ¹⁰ B materjaliga saab kohandada, et suurendada neutronite varjestuse tõhusust.
Kui neutron on registreeritud ¹⁰ B tuumaga, see käivitab tuumareaktsiooni ¹⁰ B(n, a)⁷ Li, vabastades alfaosakesed ja liitiumioonid, mis on mugavalt materjali sees peatatud, neutronkiirguse muutmine kahjututeks laetud fragmentideks.
See muudab takso ₆ atraktiivseks materjaliks aatomielektrijaamade neutroneid neelavate komponentide jaoks, investeeritud gaasihoidla, ja kiirguse avastamise süsteemid.
Erinevalt boorkarbiidist (B ₄ C), mis võib heeliumi kogunemise tõttu neutronkiirguse mõjul paisuda, CaB ₆ näitab ülimat mõõtmete turvalisust ja vastupidavust kiirguskahjustustele, eriti kõrgendatud temperatuuridel.
Selle kõrge sulamistegur ja keemiline vastupidavus parandavad lisaks selle elujõulisust pikaajaliseks kasutuselevõtuks tuumakeskkonnas.
4. Tekkivad ja tööstuslikud rakendused arenenud tehnoloogiates
4.1 Termoelektrilise energia muundamine ja heitsoojuse taaskasutamine
Kõrge elektrijuhtivuse kombinatsioon, mõõdukas Seebecki koefitsient, ja vähenenud soojusjuhtivus (fononi levimise tõttu rajatise boorraamistiku poolt) seaded CaB ₆ kui paljulubav termoelektriline materjal tööriista jaoks- kõrgel temperatuuril energia kogumiseks.
Legeeritud variandid, eriti La-doping takso KUUES, on tegelikult näidanud, et ZT on ületav 0.5 juures 1000 K, suutlikkus veelgi täiustada nanostruktureerimise ja teraviljapiirangu disaini kaudu.
Neid tooteid leitakse kasutamiseks termoelektrilistes generaatorites (TEG-id) mis muudavad ohtlikud jäätmed soojaks– terasest küttesüsteemidest, väljalaskesüsteemid, või elektrijaamad– kasulikuks elektrienergiaks.
Nende turvalisus õhus ja oksüdatsioonikindlus kõrgel temperatuuril pakuvad märkimisväärset eelist traditsiooniliste termoelektriliste, nagu PbTe või SiGe ees., mis nõuavad kaitsvat atmosfääri.
4.2 Täiustatud katted, Komposiidid, ja kvantmaterjalide platvormid
Varasemad hulgirakendused, TAXICAB ₆ integreeritakse tugevuse suurendamiseks otse komposiitmaterjalidesse ja kasulikesse kihtidesse, kulumiskindlus, ja elektronlahenduse omadused.
Näiteks, TAXI SIX-i täiustatud kerge alumiinium- või vaskmaatriksühendid näitavad paremat vastupidavust ja termilist turvalisust kosmose- ja elektrikontaktirakendustes.
Tugevate katete puhul kasutatakse õhukesi filme taksost kuus, mis on kantud pihustus- või impulsslasersadestamise teel., difusioonitakistused, ja emissiivsed kihid vaakum-digitaalsetes tööriistades.
Viimasel ajal ekstra, monokristallid ja takso kuue epitaksiaalfilmid on tegelikult äratanud huvi kondenseeritud probleemifüüsika vastu, kuna on registreeritud ettenägematu magnetkäitumine, mis koosneb väidetest toatemperatuuri ferromagnetismi kohta legeeritud proovides– kuigi see on jätkuvalt küsitav ja tõenäoliselt seotud defektidest põhjustatud magnetismiga, mitte sisemise kaugmaajärjekorraga.
Pole vahet, CaB ₆ toimib mudelsüsteemina elektronide ühenduse tulemuste uurimiseks, topoloogilised digitaalsed olekud, ja kvanttransport komplekssetes boriidvõresüsteemides.
Kokkuvõttes, kaltsiumheksaboriid on näide arhitektuurse sitkuse ja praktilise mugavuse ühendamisest keerukas keraamikas.
Selle ainulaadne segu kõrgest elektrijuhtivusest, termiline stabiilsus, neutronite neeldumine, ja elektronide emissiooniga elamu- või äripinnad võimaldavad rakendusi kogu energias, tuumaenergia, elektrooniline, ja toodete teaduse domeeninimed.
Sünteesi- ja dopingustrateegiate edenedes, CaB ₆ on paigutatud täitma märkimisväärselt olulist funktsiooni järgmise põlvkonna tehnoloogiates, mis vajavad rasketes tingimustes multifunktsionaalset tõhusust.
5. Tarnija
TRUNNANO on sfäärilise volframipulbri tarnija üle 12 aastatepikkune kogemus nanohoonete energiasäästu ja nanotehnoloogia arendamise vallas. See aktsepteerib krediitkaardiga makseid, T/T, West Union ja Paypal. Trunnano saadab kaubad FedExi kaudu välismaistele klientidele, DHL, õhuga, või meritsi. Kui soovite sfäärilise volframipulbri kohta rohkem teada saada, võtke meiega julgelt ühendust ja saatke päring([email protected]).
Sildid:
Kõik artiklid ja pildid on Internetist. Kui on autoriõigustega probleeme, kustutamiseks võtke meiega õigeaegselt ühendust.
Küsige meilt