1. Фундаментална хемија и кристалографски дизајн на Taxi SIX
1.1 Рамка богата со бор и рамка за електронски бенд
(Калциум хексаборид)
Калциум хексаборид (ТАКСИ ₆) е стехиометриски метален борид кој доаѓа од течението на хексабориди од ретките и алкалните земји., се одликува со својата единствена мешавина на јонски, ковалентен, и квалитети на метално врзување.
Неговата кристална структура ја прифаќа кубната решетка од типот CsCl (вселенска група Pm-3m), каде што атомите на калциум ги населуваат рабовите на коцката и сложената тридимензионална рамка од борни октаедри (B ₆ уреди) останува во објектот на телото.
Секој борен октаедар е составен од шест атоми на бор ковалентно залепени во високо симетричен распоред, создавајќи крут, Мрежа со дефицит на електрони поддржана со трансфер на трошоци од електропозитивниот атом на калциум.
Овој трансфер на трошоци води до делумно оптоварен опсег на пренос, обезбедувајќи такси шест со невообичаено висока електрична спроводливост за керамички производ– по налог на 10 5 S/m на ниво на собна температура– и покрај големиот опсег од приближно 1,0– 1.3 eV како што е утврдено со истражувања за оптичка апсорпција и фотоемисии.
Почетокот на оваа мистерија– висока спроводливост што постои рамо до рамо со значителен пропуст– е предмет на опсежна студија, со концепти кои укажуваат на видливоста на внатрешните состојби на недостатоци, површинска спроводливост, или механизми за поларно спроводливост вклучувајќи локализирано комбинирање на електрон-фонон.
Неодамнешните пресметки на првите принципи одржуваат дизајн во кој минимумот на опсегот на пренос главно се добива од орбиталите Ca 5d, додека во валентниот опсег доминираат состојбите B 2p, производство на тенок, дисперзивна лента која го промовира движењето на електроните.
1.2 Термичка и механичка безбедност во екстремни прашања
Како огноотпорна керамика, TAXICAB ₆ покажува извонредна термичка стабилност, со точка на топење над 2200 ° C и незначително губење на тежината во поставките за инертни или правосмукалка до 1800 ° C.
Неговата висока температура на распаѓање и намалениот притисок на пареа го прават соодветен за архитектонски и практични апликации на високи температури каде што е важна искреноста на материјалот под термичка анксиозност.
Механички, CaB ₆ поседува Викерсова цврстина од приближно 25– 30 GPa, позиционирајќи го меѓу најтешките познати бориди и рефлектирајќи ја издржливоста на Б– Б ковалентни врски во октаедралната рамка.
Материјалот покажува и низок коефициент на термичка експанзија (~ 6.5 × 10 6/ К), придонесувајќи за извонредна отпорност на термички шок– клучен квалитет за делови базирани на брзи циклуси на загревање и ладење.
Овие станбени имоти, во комбинација со хемиска инертност кон стопените челици и згура, ја поткрепуваат неговата употреба во садници, обвивки за термоспој, и сензори за висока температура во средини за металуршка и индустриска обработка.
( Калциум хексаборид)
Згора на тоа, TAXICAB ₆ открива исклучителна отпорност на оксидација наведена подолу 1000 ° C; сепак, над оваа граница, Може да се случи оксидација на површината до калциум борат и борен оксид, кои бараат заштитни завршетоци или оперативни контроли во оксидирачки амбиенти.
2. Патеки за синтеза и микроструктурен дизајн
2.1 Конвенционални и напредни техники на изработка
Синтезата на такси шест со висока чистота обично вклучува реакции во цврста состојба помеѓу прекурсорите на калциум и бор при покачени температури.
Вообичаените методи вклучуваат намалување на калциум оксид (CaO) со бор карбид (B ₄ C) или важен бор под инертни или вакуумски услови на температурни нивоа помеѓу 1200 ° C и 1600 ° C. ^
. Одговорот треба да биде темелно регулиран за да се избегне формирање на дополнителни фази како што се такси четврт или такси TWO, што може да ги влоши електричните и механичките перформанси.
Алтернативните техники се состојат од намалување на јаглеродот, лачно топење, и механичкохемиска синтеза со користење на високоенергетско мелење со топчиња, што може да ги намали нивоата на температурата на одговорот и да ја зголеми хомогеноста на прашокот.
За густи керамички компоненти, методи на синтерување како топло пресување (HP) или да предизвика синтерување на плазмата (SPS) се користат за постигнување речиси теоретска густина додека се намалува растот на зрната и се одржуваат одлични микроструктури.
SPS, конкретно, овозможува брзо консолидирање при пониски температури и пократко време на задржување, намалување на опасноста од испарување на калциумот и зачувување на стехиометријата.
2.2 Допинг и издавање хемија за домашно прилагодување
Еден од најзначајните откритија во истражувачката студија CaB ₆ беше способноста да се приспособат неговите дигитални и термоелектрични станбени или комерцијални имоти со намерен допинг и инженерство со недостатоци..
Замена на калциум со лантан (На), цериум (Це), или други елементи за ретки земји воведуваат дополнителни даватели на надоместоци, значително ја подобрува електричната спроводливост и овозможува термоелектрични дејства од n-тип.
Слично на тоа, делумната замена на бор со јаглерод или азот може да ја прилагоди дебелината на состојбите во близина на нивото на Ферми, зголемување на коефициентот Seebeck и вкупната термоелектрична бројка на вредност (ЗТ).
Инхерентни прашања, особено калциум работни места, исто така играат суштинска функција во одредувањето на спроводливоста.
Истражувачките студии покажуваат дека такси шест обично покажува недостиг на калциум поради испарување при ракување со висока температура, што доведува до спроведување на дупка и дејства од типот p во некои примероци.
Регулирањето на стехиометријата преку точна контрола на амбиентот и инкапсулација за време на синтезата е од таа причина витално за репродуктивна ефикасност во дигиталните и апликациите за конверзија на енергија.
3. Практични својства и физичка фантазам во такси ₆
3.1 Исклучителни апликации за празнење на електрони и празнење на терен
CaB ₆ е познат по својата ниска функција за работа– грубо 2.5 eV– меѓу најприфатливите производи за стабилни керамички производи– што го прави исклучителен кандидат за термионски и плочести емитери на електрони.
Овој станбен или комерцијален имот произлегува од мешавината на висока концентрација на електрони и корисен распоред на дипол на површината, овозможувајќи ефикасна емисија на електрони при разумно намалени температурни нивоа во контраст со конвенционалните производи како волфрам (работа функција ~ 4.5 eV).
Поради ова, TAXICAB катоди базирани на шест се користат во инструментите со електронски сноп, вклучително и електронска микроскопска леќа за скенирање (КОИ), заварувачи со електронски сноп, и микробранови цевки, каде што обезбедуваат подолг животен век, намалени нивоа на работна температура, и поголема осветленост од конвенционалните емитери.
Наноструктурирани такси шест филмови и влакна уште повеќе ги зголемуваат перформансите на празнење на полето со подигање на регионалната цврстина на електричната област со остри идеи, овозможување на ладна катодна работа во микроелектроника на правосмукалка и екрани со рамни панели.
3.2 Апсорпција на неутрони и способности за заштита од радијација
Дополнителна клучна способност на CaB ₆ лежи во неговата способност за апсорпција на неутрони, главно поради високиот термички пресек на зафаќање на неутрони на изотопот 10 B (3837 плевни).
Природниот бор се состои од во врска 20% ¹0 Б, и збогатениот CaB шест со поголем 10 B материјал може да се прилагоди за зголемена ефикасност на неутронската заштита.
Кога неутронот е снимен од 10 B јадро, ја активира нуклеарната реакција ¹0 B(n, а)⁷ Ли, ослободување на алфа честички и јони на литиум кои се погодно запрени во материјалот, трансформирајќи го неутронското зрачење право во безопасни наелектризирани фрагменти.
Ова го прави таксито ₆ атрактивен материјал за компонентите што апсорбираат неутрони во атомските централи, инвестирано складирање на гас, и системи за откривање на радијација.
За разлика од бор карбид (B ₄ C), што може да отече под неутронско зрачење поради акумулацијата на хелиум, CaB ₆ покажува супериорна димензионална сигурност и отпорност на оштетување од радијација, особено при покачени температури.
Неговиот висок фактор на топење и хемиската издржливост дополнително ја подобруваат неговата одржливост за долгорочно распоредување во нуклеарни средини.
4. Појавување и индустриски апликации во напредни технологии
4.1 Конверзија на термоелектрична енергија и обновување на отпадна топлина
Комбинација на висока електрична спроводливост, умерен Seebeck коефициент, и намалена топлинска спроводливост (поради ширење на фонон од борната рамка на објектот) поставки CaB ₆ како ветувачки термоелектричен материјал за алат- до собирање енергија на висока температура.
Допирани варијанти, особено Ла-допирани такси SIX, всушност покажаа дека ZT вреди да се надмине 0.5 на 1000 К, со капацитет за поголемо подобрување преку наноструктурирање и дизајн на ограничување на зрната.
Овие производи се откриени за употреба во термоелектрични генератори (ТЕГ-ови) кои го претвораат опасниот отпад топол– од челични системи за греење, издувни системи, или електрани– во корисна електрична енергија.
Нивната сигурност во воздухот и отпорноста на оксидација при покачени температурни нивоа нудат значителна предност во однос на традиционалните термоелектрични уреди како PbTe или SiGe, кои повикуваат на заштитни атмосфери.
4.2 Напредни облоги, Композити, и платформи за квантен материјал
Минати масовни апликации, TAXICAB ₆ се интегрира директно во композитни материјали и корисни слоеви за подобрување на цврстината, отпорност на абење, и карактеристики на празнење на електрони.
На пример, TAXI SIX-подобрените соединенија од алуминиум или бакар матрикс со мала тежина покажуваат подобра издржливост и топлинска сигурност за воздушни и електричен контакт.
Во цврсти облоги се користат тенки филмови од такси шест префрлени преку распрскување или импулсно ласерско таложење, дифузни пречки, и емисивни слоеви во вакуум дигитални алатки.
Екстра во последно време, единечни кристали и епитаксијални филмови на такси шест всушност го привлекоа интересот за кондензирана физика поради записите за непредвидено магнетно однесување, што се состои од тврдења за феромагнетизам на собна температура во допирани примероци– иако ова и понатаму е сомнително и веројатно е поврзано со магнетизам предизвикан од дефекти наместо со внатрешен ред на долг дострел.
Без разлика, CaB ₆ служи како модел систем за проучување на резултатите од поврзувањето на електроните, тополошки дигитални состојби, и квантен транспорт во сложени боридни решетки.
Сумирано, калциум хексаборид е пример за спојување на архитектонската цврстина и практична погодност во софистицирана керамика.
Неговата уникатна мешавина на висока електрична спроводливост, термичка стабилност, апсорпција на неутрони, и емисиите на електрони станбени или комерцијални својства дозволуваат апликации низ енергијата, нуклеарно, електронски, и имиња на домени за наука за производи.
Како што продолжуваат да напредуваат стратегиите за синтеза и допинг, CaB ₆ е позициониран да игра значително витална функција во технологиите на следната генерација на кои им е потребна мултифункционална ефикасност во тешки услови.
5. Добавувачот
TRUNNANO е снабдувач на топчест волфрам во прав со над 12 долгогодишно искуство во зачувување на енергијата во нано-градежништвото и развој на нанотехнологијата. Прифаќа плаќање преку кредитна картичка, Т/Т, West Union и Paypal. Трунано ќе ја испорача стоката до клиентите во странство преку FedEx, DHL, по воздушен пат, или по море. Ако сакате да дознаете повеќе за топчестиот волфрам во прав, Ве молиме слободно контактирајте со нас и испратете барање([email protected]).
Тагови:
Сите статии и слики се од Интернет. Ако има некакви проблеми со авторските права, ве молиме контактирајте со нас на време за да го избришете.
Прашајте не