1. Տաքսի SIX-ի հիմնարար քիմիա և բյուրեղագրական ձևավորում
1.1 Boron-Rich Framework և Electronic Band Framework
(Կալցիումի Հեքսաբորիդ)
Կալցիումի հեքսաբորիդ (ՏԱՔՍԻ ₆) ստոյխիոմետրիկ մետաղական բորիդ է, որը գալիս է հազվագյուտ հողային և ալկալային հողերի հեքսաբորիդների հոսքից, առանձնանում է իր յուրօրինակ իոնային խառնուրդով, կովալենտ, և մետաղական կապի հատկությունները.
Նրա բյուրեղային կառուցվածքը ընդունում է խորանարդ CsCl տիպի վանդակը (տիեզերական խումբ Pm-3m), որտեղ կալցիումի ատոմները բնակվում են խորանարդի եզրերում և բորի ութետրերի բարդ եռաչափ շրջանակում (B ₆ սարքեր) մնում է մարմնի հաստատությունում.
Յուրաքանչյուր բորի ութանիստ կազմված է բորի վեց ատոմներից, որոնք կովալենտորեն կպչում են խիստ սիմետրիկ դասավորությամբ, ստեղծելով կոշտ, էլեկտրոնների պակաս ունեցող ցանց, որն ապահովված է էլեկտրադրական կալցիումի ատոմից ծախսերի փոխանցմամբ.
Այս ծախսերի փոխանցումը հանգեցնում է մասամբ բեռնված փոխանցման գոտու, տաքսի վեցին օժտելով անսովոր բարձր էլեկտրական հաղորդունակությամբ կերամիկական արտադրանքի համար– -ի պատվերով 10 ⁵ S/m սենյակային ջերմաստիճանի մակարդակում– չնայած մոտ 1.0-ի մեծ տիրույթին– 1.3 eV, ինչպես հաստատվել է օպտիկական ներծծման և ֆոտոէմիսիոն հետազոտությունների արդյունքում.
Այս առեղծվածի սկիզբը– բարձր հաղորդունակություն, որը գոյություն ունի կողք կողքի՝ զգալի տիրույթով– եղել է լայնածավալ ուսումնասիրության առարկա, հասկացություններով, որոնք հուշում են ներքին արատավոր վիճակների տեսանելիությունը, մակերեսային հաղորդունակություն, կամ բևեռային հաղորդման մեխանիզմներ, ներառյալ տեղայնացված էլեկտրոն-ֆոնոնների միացումը.
Առաջին սկզբունքների վերջին հաշվարկները հաստատում են այնպիսի դիզայն, որտեղ փոխանցման գոտու նվազագույնը հիմնականում ստացվում է Ca 5d ուղեծրերից, մինչդեռ վալենտական գոտին գերակշռում է B 2p վիճակները, արտադրելով բարակ, ցրող գոտի, որը նպաստում է էլեկտրոնի շարժմանը.
1.2 Ջերմային և մեխանիկական անվտանգություն ծայրահեղ հարցերում
Որպես հրակայուն կերամիկա, TAXICAB ₆ ցույց է տալիս արտակարգ ջերմային կայունություն, գերազանցող հալման կետով 2200 ° C և աննշան քաշի կորուստ իներտ կամ փոշեկուլի կարգավորումներում մինչև 1800 ° C.
Նրա տարրալուծման բարձր ջերմաստիճանը և նվազեցված գոլորշիների ճնշումը այն հարմար են դարձնում բարձր ջերմաստիճանի ճարտարապետական և գործնական կիրառությունների համար, որտեղ նյութի ազնվությունը ջերմային անհանգստության պայմաններում կարևոր է:.
Մեխանիկորեն, CaB ₆-ն ունի Vickers ամրություն մոտավորապես 25– 30 GPa, տեղավորելով այն ամենադժվար հայտնի բորիդների շարքում և արտացոլելով B-ի կայունությունը– B կովալենտային կապեր ութանիստ շրջանակում.
Նյութը ցույց է տալիս նաև ջերմային ընդլայնման ցածր գործակից (~ 6.5 × 10 6/ Կ), նպաստում է ջերմային ցնցումների գերազանց դիմադրությանը– կարևոր որակ այն մասերի համար, որոնք հիմնված են արագ ջեռուցման և հովացման ցիկլերի վրա.
Այս բնակելի տարածքները, զուգորդված քիմիական իներտության հետ հալած պողպատների և խարամների նկատմամբ, հիմք ընդունել դրա օգտագործումը կարասներում, ջերմազույգ պատյաններ, և մետալուրգիական և արդյունաբերական մշակման միջավայրերում բարձր ջերմաստիճանի ընկալման միավորներ.
( Կալցիումի Հեքսաբորիդ)
Ավելին, TAXICAB ₆-ն բացահայտում է ստորև թվարկված բացառիկ դիմադրություն օքսիդացմանը 1000 ° C; այնուամենայնիվ, այս սահմանից բարձր, կարող է տեղի ունենալ մակերեսի օքսիդացում դեպի կալցիումի բորատ և բորային օքսիդ, որոնք պահանջում են պաշտպանիչ ծածկույթ կամ գործառնական հսկողություն օքսիդացող միջավայրում.
2. Սինթեզի ուղիներ և միկրոկառուցվածքային ձևավորում
2.1 Սովորական և առաջադեմ պատրաստման տեխնիկա
Բարձր մաքրության տաքսի վեցի սինթեզը սովորաբար ներառում է պինդ վիճակի արձագանքներ կալցիումի և բորի պրեկուրսորների միջև բարձր ջերմաստիճաններում.
Սովորական մեթոդները ներառում են կալցիումի օքսիդի նվազում (CaO) բորի կարբիդով (B ₄ C) կամ կարևոր բոր իներտ կամ վակուումային պայմաններում ջերմաստիճանի մակարդակների միջև 1200 ° C և 1600 ° C. ^
. Արձագանքը պետք է մանրակրկիտ կարգավորվի՝ խուսափելու լրացուցիչ փուլերի ձևավորումից, ինչպիսիք են տաքսի չորս կամ տաքսի TWO, ինչը կարող է վատթարացնել էլեկտրական և մեխանիկական աշխատանքը.
Այլընտրանքային տեխնիկան բաղկացած է ածխաջերմային նվազեցումից, աղեղ-հալեցում, և մեխանոքիմիական սինթեզ՝ օգտագործելով բարձր էներգիայի գնդիկավոր ֆրեզեր, ինչը կարող է նվազեցնել արձագանքման ջերմաստիճանի մակարդակը և բարձրացնել փոշու միատարրությունը.
Խիտ կերամիկական բաղադրիչների համար, սինթրման մեթոդներ, ինչպիսիք են տաք սեղմումը (HP) կամ հրահրում է պլազմայի սինթերինգը (SPS) օգտագործվում են գրեթե տեսական խտություն ապահովելու համար՝ միաժամանակ նվազեցնելով հացահատիկի աճը և պահպանելով մեծ միկրոկառուցվածքներ.
SPS, կոնկրետ, հնարավորություն է տալիս արագ ամրացումն ավելի ցածր ջերմաստիճաններում և ավելի կարճ ժամանակում, նվազեցնելով կալցիումի ցնդման վտանգը և պահպանել ստոյխիոմետրիան.
2.2 Դոպինգ և թողարկում քիմիա տան հարմարեցման համար
CaB ₆ հետազոտական ուսումնասիրության ամենակարևոր առաջընթացներից մեկը եղել է իր թվային և ջերմաէլեկտրական բնակելի կամ առևտրային սեփականությունները կանխամտածված դոպինգի և թերությունների ճարտարագիտությամբ հարմարեցնելու ունակությունը:.
Կալցիումի փոխարինում լանթանով (Այն), ցերիում (Կ), կամ հազվագյուտ հողային այլ տարրերը ներկայացնում են լրացուցիչ վճարների մատակարարներ, զգալիորեն բարձրացնելով էլեկտրական հաղորդունակությունը և հնարավոր դարձնելով n-տիպի ջերմաէլեկտրական գործողություններ.
Նմանապես, Բորի մասնակի փոխարինումը ածխածնով կամ ազոտով կարող է հարմարեցնել Ֆերմի մակարդակի մոտ գտնվող վիճակների հաստությունը, բարձրացնելով Զեբեքի գործակիցը և ընդհանուր ջերմաէլեկտրական արժեքի ցուցանիշը (ԶՏ).
Բնորոշ խնդիրներ, հատկապես կալցիումի աշխատանք, նաև կարևոր գործառույթ է խաղում հաղորդունակությունը որոշելու հարցում.
Հետազոտական ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ տաքսի վեցը սովորաբար կալցիումի պակաս է ունենում բարձր ջերմաստիճանի ընթացքում ցնդելու պատճառով:, որոշ նմուշներում հանգեցնելով անցքերի անցկացման և p-տիպի գործողությունների.
Ստոյքիոմետրիայի կարգավորումը մթնոլորտի ճշգրիտ հսկողության և սինթեզի ընթացքում ինկապսուլյացիայի միջոցով կենսական նշանակություն ունի թվային և էներգիայի փոխակերպման ծրագրերում վերարտադրելի արդյունավետության համար:.
3. Գործնական հատկություններ և ֆիզիկական ֆանտազմ տաքսիում ₆
3.1 Բացառիկ էլեկտրոնների լիցքաթափման և դաշտային լիցքաթափման կիրառություններ
CaB ₆ հայտնի է իր ցածր աշխատանքային գործառույթով– մոտավորապես 2.5 eV– կայուն կերամիկական արտադրանքների համար առավել մատչելիներից– դարձնելով այն թերմիոնային և տարածքային էլեկտրոնների արտանետիչների բացառիկ թեկնածու.
Այս բնակելի կամ առևտրային սեփականությունը առաջանում է էլեկտրոնի բարձր կոնցենտրացիայի և մակերևույթի շահավետ դիպոլների դասավորության խառնուրդից, հնարավորություն տալով արդյունավետ էլեկտրոնների արտանետում ողջամիտ ցածր ջերմաստիճանի մակարդակներում, ի տարբերություն սովորական արտադրանքների, ինչպիսիք են վոլֆրամը (job function ~ 4.5 eV).
Սրա պատճառով, TAXICAB SIX-ի վրա հիմնված կաթոդները օգտագործվում են էլեկտրոնային ճառագայթների գործիքներում, ներառյալ սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակային ոսպնյակներ (ՈՐԸ), էլեկտրոնային ճառագայթների եռակցիչներ, և միկրոալիքային խողովակներ, որտեղ նրանք ապահովում են ավելի երկար կյանք, նվազեցված աշխատանքային ջերմաստիճանի մակարդակը, և ավելի բարձր պայծառություն, քան սովորական արտանետիչները.
Նանոկառուցվածքով տաքսի վեց ֆիլմերը և մազերն էլ ավելի են խթանում դաշտի լիցքաթափման արդյունավետությունը՝ բարձրացնելով տարածաշրջանային էլեկտրական տարածքի ամրությունը սուր գաղափարներով, հնարավոր դարձնելով սառը կաթոդի աշխատանքը փոշեկուլների միկրոէլեկտրոնիկայի և հարթ ցուցասարքի էկրաններում.
3.2 Նեյտրոնների կլանման և ճառագայթման պաշտպանության հնարավորությունները
CaB ₆-ի լրացուցիչ կարևոր հնարավորությունը նեյտրոնների կլանման կարողության մեջ է, հիմնականում 10 B իզոտոպի բարձր ջերմային նեյտրոնի գրավման խաչմերուկի պատճառով (3837 գոմեր).
Բնական բորը բաղկացած է վերաբերվող 20% ¹0 Բ, և հարստացված CaB վեցը ավելի մեծ 10 B նյութով կարող է հարմարեցվել նեյտրոնային պաշտպանիչ արդյունավետության բարձրացման համար.
Երբ նեյտրոնը գրանցվում է 10 B միջուկով, այն սկսում է միջուկային ռեակցիան 10 B(n, ա)⁷ Լի, ազատելով ալֆա մասնիկներ և լիթիումի իոններ, որոնք հարմար կերպով դադարեցվում են նյութի ներսում, նեյտրոնային ճառագայթումը վերածելով անվնաս լիցքավորված բեկորների.
Սա տաքսի ₆-ին դարձնում է գրավիչ նյութ ատոմակայաններում նեյտրոններ կլանող բաղադրիչների համար, ներդրված գազի պահեստ, և ճառագայթման հայտնաբերման համակարգեր.
Ի տարբերություն բորի կարբիդի (B ₄ C), որը կարող է ուռչել նեյտրոնային ճառագայթման տակ հելիումի կուտակման պատճառով, CaB ₆ ցույց է տալիս գերազանց ծավալային անվտանգություն և դիմադրություն ճառագայթային վնասների նկատմամբ, հատկապես բարձր ջերմաստիճանի դեպքում.
Դրա բարձր հալման գործակիցը և քիմիական ամրությունը լրացուցիչ բարելավում են դրա կենսունակությունը միջուկային միջավայրում երկարաժամկետ տեղակայման համար.
4. Առաջացող և արդյունաբերական կիրառություններ առաջադեմ տեխնոլոգիաներում
4.1 Ջերմաէլեկտրական էներգիայի փոխակերպում և թափոնների ջերմության վերականգնում
Բարձր էլեկտրական հաղորդունակության համադրություն, չափավոր Seebeck գործակիցը, և նվազեցրեց ջերմային հաղորդունակությունը (շնորհիվ ֆոնոնի տարածման օբյեկտի բորի շրջանակով) կարգավորումներ CaB ₆ որպես խոստումնալից ջերմաէլեկտրական նյութ գործիքի համար- դեպի բարձր ջերմաստիճան էներգիայի հավաքում.
Դոպինգ տարբերակներ, մասնավորապես La-doped տաքսի SIX, իրականում ցույց են տվել, որ ZT-ն գերազանցում է 0.5 ժամը 1000 Կ, նանոկառուցվածքի և հացահատիկի սահմանափակման ձևավորման միջոցով ավելի կատարելագործվելու կարողությամբ.
Այս ապրանքները հայտնաբերվում են ջերմաէլեկտրական գեներատորներում օգտագործման համար (TEG-ներ) որոնք վտանգավոր թափոնները տաքացնում են– պողպատե ջեռուցման համակարգերից, արտանետման համակարգեր, կամ էլեկտրակայաններ– օգտակար էլեկտրական էներգիայի մեջ.
Նրանց անվտանգությունը օդում և օքսիդացման դիմադրությունը բարձր ջերմաստիճանի մակարդակներում զգալի առավելություն են տալիս ավանդական ջերմաէլեկտրիկների նկատմամբ, ինչպիսիք են PbTe-ն կամ SiGe-ը:, որոնք պահանջում են պաշտպանիչ մթնոլորտ.
4.2 Ընդլայնված ծածկույթներ, Կոմպոզիտներ, և Քվանտային նյութերի հարթակներ
Անցյալ զանգվածային հավելվածներ, TAXICAB ₆-ն ինտեգրվում է հենց կոմպոզիտային նյութերի և օգտակար շերտերի մեջ՝ ամրությունը բարձրացնելու համար, մաշվածության դիմադրություն, և էլեկտրոնների արտանետման բնութագրերը.
Օրինակ, TAXI SIX ուժեղացված թեթև քաշով ալյումինի կամ պղնձի մատրիցային միացությունները ցույց են տալիս ավելի լավ դիմացկունություն և ջերմային անվտանգություն օդատիեզերական և էլեկտրական շփման համար.
Տաքսի վեցի բարակ ֆիլմերը, որոնք փոխանցվում են ցողման կամ իմպուլսային լազերային նստվածքի միջոցով, օգտագործվում են կոշտ ծածկույթներում, դիֆուզիոն խոչընդոտներ, և արտանետվող շերտերը վակուումային թվային գործիքներում.
Վերջերս լրացուցիչ, տաքսի վեցի միայնակ բյուրեղները և էպիտաքսիալ ֆիլմերը իրականում հետաքրքրություն են առաջացրել խտացված խնդիրների ֆիզիկայի նկատմամբ՝ չնախատեսված մագնիսական վարքագծի գրանցումների պատճառով, որը բաղկացած է դոպինգացված նմուշներում սենյակային ջերմաստիճանի ֆերոմագնիսականության մասին պնդումներից– թեև սա շարունակում է կասկածելի մնալ և, հավանաբար, կապված է արատներով առաջացած մագնիսականության հետ, ոչ թե ներքին հեռահար կարգի:.
Կապ չունի, CaB ₆ ծառայում է որպես էլեկտրոնների միացման արդյունքների ուսումնասիրման մոդելային համակարգ, տոպոլոգիական թվային վիճակներ, և քվանտային փոխադրում բարդ բորիդային ցանցերում.
Ամփոփելով, կալցիումի հեքսաբորիդը ցույց է տալիս ճարտարապետական ամրության և գործնական հարմարության միաձուլումը բարդ կերամիկայի մեջ.
Բարձր էլեկտրական հաղորդունակության իր յուրահատուկ խառնուրդը, ջերմային կայունություն, նեյտրոնի կլանումը, և էլեկտրոնների արտանետումը բնակելի կամ առևտրային սեփականությունը թույլ է տալիս կիրառել էներգիայի ողջ ծավալով, միջուկային, էլեկտրոնային, և արտադրանքի գիտական տիրույթի անունները.
Քանի որ սինթեզի և դոպինգի ռազմավարությունները շարունակում են զարգանալ, CaB ₆-ը դիրքավորված է հաջորդ սերնդի տեխնոլոգիաներում, որոնք պահանջում են բազմաֆունկցիոնալ արդյունավետություն ծանր պայմաններում, էականորեն կենսական գործառույթ կատարելու համար:.
5. Մատակարար
TRUNNANO-ն գնդաձև վոլֆրամի փոշի մատակարար է 12 Նանո-շենքերի էներգիայի պահպանման և նանոտեխնոլոգիայի զարգացման տարիների փորձ. Այն ընդունում է վճարումը կրեդիտ քարտի միջոցով, Տ/Տ, West Union և Paypal. Trunnano-ն ապրանքները կուղարկի արտասահմանյան հաճախորդներին FedEx-ի միջոցով, DHL, օդային ճանապարհով, կամ ծովով. Եթե ցանկանում եք ավելին իմանալ գնդաձև վոլֆրամի փոշիի մասին, խնդրում ենք ազատ զգալ կապվել մեզ հետ և հարցում ուղարկել([email protected]).
Պիտակներ:
Բոլոր հոդվածները և նկարները համացանցից են. Եթե կան հեղինակային իրավունքի հետ կապված խնդիրներ, խնդրում ենք ժամանակին կապվել մեզ հետ ջնջելու համար.
Հարցրեք մեզ