1. „Taxi SIX“ pagrindinė chemija ir kristalografinis dizainas
1.1 Boron-Rich Framework ir Electronic Band Framework
(Kalcio heksaboridas)
Kalcio heksaboridas (TAXI ₆) yra stechiometrinis metalo boridas, gaunamas iš retųjų žemių ir šarminių žemių heksaboridų, išsiskiria savo unikaliu jonų mišiniu, kovalentinis, ir metalo sukibimo savybės.
Jo kristalinė struktūra atitinka kubinę CsCl tipo gardelę (erdvės grupė Pm-3m), kur kalcio atomai gyvena kubo kraštuose ir sudėtingas trimatis boro oktaedrų karkasas (B ₆ prietaisai) lieka kūno įstaigoje.
Kiekvienas boro oktaedras sudarytas iš šešių boro atomų, kovalentiškai sulipusių labai simetriškai, sukuriant standų, elektronų trūkumo tinklas, palaikomas sąnaudų perkėlimu iš elektropozityvaus kalcio atomo.
Šis išlaidų perkėlimas lemia iš dalies apkrautą perdavimo juostą, suteikdamas taksi šešiems keraminiams gaminiams neįprastai aukštą elektros laidumą– įsakymu 10 ⁵ S/m kambario temperatūros lygiu– nepaisant didelio pralaidumo maždaug 1,0– 1.3 eV, kaip nustatyta optinės sugerties ir fotoemisijos tyrimais.
Šios paslapties pradžia– didelis laidumas, esantis greta, su dideliu pralaidumu– buvo išsamių tyrimų objektas, su sąvokomis, rodančiomis esminių trūkumų būsenų matomumą, paviršiaus laidumas, arba poliarinio laidumo mechanizmai, įskaitant vietinį elektronų ir fononų derinimą.
Naujausi pirmųjų principų skaičiavimai palaiko konstrukciją, kurioje perdavimo juostos minimumas daugiausia gaunamas iš Ca 5d orbitų, tuo tarpu valentinėje juostoje vyrauja B 2p būsenos, gaminantis ploną, dispersinė juosta, skatinanti elektronų judėjimą.
1.2 Šiluminė ir mechaninė apsauga esant ekstremalioms problemoms
Kaip ugniai atspari keramika, TAXICAB ₆ pasižymi išskirtiniu šiluminiu stabilumu, kurių lydymosi temperatūra viršija 2200 ° C ir nežymus svorio netekimas naudojant inertinius arba dulkių siurblio nustatymus iki 1800 °C.
Aukšta skilimo temperatūra ir sumažintas garų slėgis leidžia naudoti aukštoje temperatūroje architektūrinėje ir praktikoje, kur svarbu medžiagos sąžiningumas esant šiluminiam nerimui..
Mechaniškai, CaB ₆ Vickerso tvirtumas yra maždaug 25– 30 GPa, pozicionuojant jį tarp sunkiausių žinomų boridų ir atspindinčių B ištvermę– B kovalentiniai ryšiai oktaedrinėje sistemoje.
Medžiaga taip pat demonstruoja mažą šiluminio plėtimosi koeficientą (~ 6.5 × 10 ⁻⁶/ K), prisideda prie išskirtinio atsparumo šiluminiam smūgiui– itin svarbi dalių kokybė, pagrįsta greitais šildymo ir vėsinimo ciklais.
Šios gyvenamosios patalpos, kartu su cheminiu inertiškumu išlydyto plieno ir šlakų atžvilgiu, paremti jo naudojimą tigliuose, termoporos apvalkalai, ir aukštos temperatūros jutikliai metalurgijos ir pramoninio apdorojimo aplinkoje.
( Kalcio heksaboridas)
Be to, TAXICAB ₆ atskleidžia išskirtinį atsparumą oksidacijai, išvardytą žemiau 1000 °C; vis dėlto, viršija šią ribą, paviršiaus plotas gali oksiduotis iki kalcio borato ir boro oksido, reikalaujančios apsauginės apdailos arba veikimo kontrolės oksiduojančioje aplinkoje.
2. Sintezės keliai ir mikrostruktūrinis projektavimas
2.1 Įprasti ir pažangūs gamybos būdai
Didelio grynumo taksi šešių sintezė paprastai apima kietojo kūno reakcijas tarp kalcio ir boro pirmtakų aukštesnėje temperatūroje.
Įprasti metodai apima kalcio oksido mažinimą (CaO) su boro karbidu (B ₄ C) arba svarbus boras inertinėmis arba vakuuminėmis sąlygomis esant temperatūros lygiams tarp 1200 °C ir 1600 °C. ^
. Reagavimas turi būti nuodugniai reguliuojamas, kad nesusidarytų papildomos fazės, pvz., taksi keturi arba taksi TWO, dėl kurių gali pablogėti elektrinis ir mechaninis veikimas.
Alternatyvūs metodai susideda iš karboterminio mažinimo, lanko lydymas, ir mechanocheminė sintezė naudojant didelės energijos rutulinį frezavimą, kurios gali sumažinti reakcijos temperatūros lygį ir padidinti miltelių homogeniškumą.
Skirta tankiems keraminiams komponentams, sukepinimo metodai, tokie kaip karštasis presavimas (HP) arba suaktyvinti plazmos sukepinimą (SPS) yra naudojami beveik teoriniam tankiui pasiekti, tuo pačiu sumažinant grūdų augimą ir išlaikant puikias mikrostruktūras.
SPS, konkrečiai, leidžia greitai sutankinti esant žemesnei temperatūrai ir trumpesniam laikymo laikui, sumažinant kalcio garavimo pavojų ir išsaugant stechiometriją.
2.2 Dopingas ir chemija, skirta prisitaikyti namuose
Vienas iš svarbiausių CaB ₆ tyrimo pasiekimų buvo galimybė pritaikyti skaitmenines ir termoelektrines gyvenamąsias ar komercines savybes, naudojant tyčinį dopingą ir klaidų inžineriją..
Kalcio pakeitimas lantanu (The), ceris (Ce), arba kiti retųjų žemių elementai įveda papildomų mokesčių teikėjų, žymiai padidina elektros laidumą ir leidžia atlikti n tipo termoelektrinius veiksmus.
Panašiai, dalinis boro pakeitimas anglimi arba azotu gali pritaikyti būsenų storį netoli Fermio lygio, padidina Seebeck koeficientą ir bendrą termoelektrinę vertę (ZT).
Įgimtos problemos, ypač kalcio darbo, taip pat atlieka esminę funkciją nustatant laidumą.
Tyrimai rodo, kad taksi šeštoje transporto priemonėje dažniausiai trūksta kalcio dėl garavimo aukštoje temperatūroje., kai kuriuose pavyzdžiuose sukelia skylių laidumą ir p tipo veiksmus.
Dėl šios priežasties stechiometrijos reguliavimas naudojant tikslų aplinkos valdymą ir inkapsuliavimą sintezės metu yra gyvybiškai svarbus norint atkurti efektyvumą skaitmeninėse ir galios konvertavimo programose..
3. Praktinės savybės ir fizinė fantastika taksi ₆
3.1 Išskirtinės elektronų iškrovos ir lauko iškrovos programos
CaB ₆ yra žinomas dėl savo mažo darbo funkcijos– grubiai 2.5 eV– vieni iš labiausiai prieinamų stabilių keramikos gaminių– todėl jis yra išskirtinis kandidatas į termioninius ir plotinius elektronų emiterius.
Ši gyvenamoji ar komercinė nuosavybė atsiranda dėl didelės elektronų koncentracijos ir naudingo paviršiaus dipolio išdėstymo derinio, leidžia efektyviai skleisti elektronus esant pakankamai žemai temperatūrai, priešingai nei įprasti gaminiai, tokie kaip volframas (darbo funkcija ~ 4.5 eV).
Dėl to, TAXICAB SIX pagrindu pagaminti katodai naudojami elektronų pluošto prietaisuose, įskaitant skenuojantį elektroninį mikroskopinį lęšį (KURI), elektronpluoštiniai suvirintojai, ir mikrobangų vamzdeliai, kur jie užtikrina ilgesnį tarnavimo laiką, sumažintas darbinės temperatūros lygis, ir didesnis ryškumas nei įprasti emiteriai.
Nanostruktūriniai taksi šeši filmai ir plaukai dar labiau padidina lauko iškrovos efektyvumą, padidindami regioninės elektrinės zonos atsparumą aštrioms idėjoms, leidžia veikti vėsiu katodu dulkių siurblių mikroelektronikoje ir plokščiaekraniuose ekranuose.
3.2 Neutronų sugerties ir radiacijos apsaugos galimybės
Papildoma svarbi CaB ₆ savybė yra jos neutronų sugerties galimybė, daugiausia dėl didelio šiluminio neutronų gaudymo ¹⁰ B izotopo skerspjūvio (3837 tvartai).
Natūralus boras susideda iš maždaug 20% ¹⁰ B, ir praturtintas CaB six su didesne ¹⁰ B medžiaga gali būti pritaikytas siekiant pagerinti neutronų ekranavimo efektyvumą.
Kai neutroną užfiksuoja ¹⁰ B branduolys, jis sukelia branduolinę reakciją ¹⁰ B(n, a)⁷ Li, išskiria alfa daleles ir ličio jonus, kurie patogiai sustabdomi medžiagoje, neutronų spinduliuotę paverčiant nekenksmingais įkrautais fragmentais.
Dėl to taksi ₆ yra patraukli medžiaga neutronus sugeriantiems komponentams atominėse elektrinėse, investuota dujų saugykla, ir radiacijos atradimo sistemos.
Skirtingai nuo boro karbido (B ₄ C), kurios gali išsipūsti veikiant neutronų apšvitinimui dėl helio kaupimosi, CaB ₆ rodo puikų matmenų saugumą ir atsparumą radiacinei žalai, ypač esant aukštai temperatūrai.
Jo aukštas lydymosi koeficientas ir cheminis patvarumas papildomai pagerina jo gyvybingumą ilgalaikiam panaudojimui branduolinėje aplinkoje..
4. Pažangių technologijų atsiradimas ir pramoninis pritaikymas
4.1 Termoelektrinės energijos konvertavimas ir šilumos atgavimas
Didelio elektros laidumo derinys, vidutinis Seebeck koeficientas, ir sumažintas šilumos laidumas (dėl fonono plitimo įrenginio boro karkasu) nustatymai CaB ₆ kaip perspektyvi įrankio termoelektrinė medžiaga- energijos surinkimui aukštoje temperatūroje.
Dopingo variantai, ypač La dopingo taksi SIX, iš tikrųjų įrodė, kad ZT verta pranokti 0.5 adresu 1000 K, su galimybe dar labiau pagerinti nanostruktūrizavimą ir grūdėtumo ribinį dizainą.
Šie produktai atrandami naudoti termoelektriniuose generatoriuose (TEG) kurios pavojingas atliekas paverčia šiltomis– iš plieninių šildymo sistemų, išmetimo sistemos, arba elektrines– į naudingą elektros energiją.
Jų saugumas ore ir atsparumas oksidacijai esant aukštai temperatūrai suteikia didelį pranašumą prieš tradicinius termoelektrikus, tokius kaip PbTe arba SiGe, kurios reikalauja apsauginės atmosferos.
4.2 Pažangios dangos, Kompozitai, ir kvantinės medžiagos platformos
Ankstesnės masinės programos, TAXICAB ₆ integruojamas tiesiai į kompozicines medžiagas ir naudingus sluoksnius, kad padidintų tvirtumą, atsparumas dilimui, ir elektronų iškrovos charakteristikos.
Pavyzdžiui, TAXI SIX patobulinti lengvi aliuminio arba vario matricos junginiai rodo geresnę ištvermę ir šiluminį saugumą aviacijos ir elektros kontaktų srityse.
Ploni šešių taksi filmai, perduodami purškiant arba nusodinant impulsiniu lazeriu, naudojami kietose dangose, difuzijos kliūtis, ir spinduliuojantys sluoksniai vakuuminiuose skaitmeniniuose įrankiuose.
Pastaruoju metu papildomai, pavieniai kristalai ir epitaksiniai taksi šeši filmai iš tikrųjų sukėlė susidomėjimą sutrumpintos problemos fizika dėl nenumatytų magnetinių savybių., susidedantis iš teiginių apie kambario temperatūros feromagnetizmą legiruotuose mėginiuose– nors tai tebėra abejotina ir tikėtina, kad tai susiję su defektų sukeltu magnetizmu, o ne su vidine ilgo nuotolio tvarka.
Nesvarbu, CaB ₆ tarnauja kaip pavyzdinė elektronų ryšio rezultatų tyrimo sistema, topologinės skaitmeninės būsenos, ir kvantinis transportavimas sudėtingose borido gardelėse.
Apibendrinant, kalcio heksaboridas yra sudėtingos keramikos architektūrinio tvirtumo ir praktinio patogumo sujungimo pavyzdys.
Unikalus didelio elektros laidumo derinys, terminis stabilumas, neutronų absorbcija, o elektronų emisija gyvenamosiose ar komercinėse patalpose leidžia pritaikyti energiją visoje energetikoje, branduolinis, elektroninis, ir produktų mokslo domenų vardai.
Toliau tobulėjant sintezei ir dopingo strategijoms, CaB ₆ atlieka labai svarbią funkciją naujos kartos technologijose, kurioms reikia daugiafunkcinio efektyvumo sunkiomis sąlygomis.
5. Tiekėjas
TRUNNANO yra sferinių volframo miltelių tiekėjas 12 ilgametė patirtis nanopastatų energijos taupymo ir nanotechnologijų kūrimo srityse. Jis priima mokėjimą kreditine kortele, T/T, West Union ir Paypal. „Trunnano“ išsiųs prekes klientams į užsienį per „FedEx“., DHL, oru, arba jūra. Jei norite sužinoti daugiau apie sferinius volframo miltelius, nedvejodami susisiekite su mumis ir atsiųskite užklausą([email protected]).
Žymos:
Visi straipsniai ir nuotraukos yra iš interneto. Jei yra kokių nors autorių teisių problemų, susisiekite su mumis laiku, kad ištrintumėte.
Pasiteiraukite mūsų