1. بنيادي ڪيمسٽري ۽ ڪرسٽللوگرافڪ ڊيزائن آف ٽيڪسي SIX
1.1 بورون-رچ فريم ورڪ ۽ اليڪٽرانڪ بينڊ فريم ورڪ
(Calcium Hexaboride)
Calcium hexaboride (ٽئڪسي ₆) هڪ اسٽوچيوميٽرڪ ڌاتو بورائڊ آهي جيڪو ناياب ڌرتي ۽ الڪائن-ڌرت هيڪسابورائڊس جي ڪورس مان نڪرندو آهي, ionic جي ان جي هڪ قسم جي ميلاپ جي ڪري ممتاز آهي, covalent, ۽ metallic بانڊ خاصيتون.
ان جي ڪرسٽل ڍانچي کي ڪعبي CsCl-قسم جالي اختيار ڪري ٿو (خلائي گروپ Pm-3m), جتي ڪئلشيم جا ايٽم ڪعبي جي ڪنارن تي رهن ٿا ۽ بورون آڪٽهڊرا جو هڪ پيچيده ٽي-ڊيمنشنل فريم ورڪ (B ₆ ڊوائيسز) جسم جي سهولت تي رهي ٿو.
هر بوران اوڪٽهڊرون ڇهن بوران ايٽمس تي مشتمل هوندو آهي جنهن کي هموار طور تي هڪ انتهائي سميٽري ترتيب ۾ رکيو ويندو آهي., سخت ٺاهڻ, اليڪٽران جي گھٽتائي وارو نيٽ ورڪ اليڪٽرروپوسيٽو ڪلسيم ايٽم مان قيمت جي منتقلي جي مدد سان.
هي قيمت جي منتقلي هڪ جزوي طور تي لوڊ ٿيل ٽرانسميشن بينڊ ڏانهن وڌي ٿي, سيرامڪ پراڊڪٽ لاءِ غير معمولي طور تي اعلي برقي چالکائي سان گڏ ٽيڪسي ڇهن کي ختم ڪرڻ– جي حڪم تي 10 ⁵ S/m ڪمري جي درجه حرارت جي سطح تي– ان جي وڏي بينڊ گيپ جي باوجود تقريبن 1.0– 1.3 eV جيئن آپٽيڪل جذب ۽ ڦوٽو اخراج تحقيقي مطالعي پاران قائم ڪيل.
هن اسرار جي شروعات– اعلي چالکائي موجود آهي پاسي سان هڪ انتهائي بينڊ گيپ سان– وسيع مطالعي جو موضوع رهيو آهي, تصورات سان گڏ اندروني نقص رياستن جي نمائش جو مشورو ڏئي ٿو, مٿاڇري conductivity, يا پولارونڪ ڪنڪشن ميڪانيزم جنهن ۾ مقامي اليڪٽران-فونون گڏ ڪرڻ شامل آهن.
تازيون پھريون اصولن جي حسابن ۾ ھڪڙي ڊزائن کي برقرار رکندي آھي جنھن ۾ ٽرانسميشن بينڊ گھٽ ۾ گھٽ حاصل ڪري ٿي Ca 5d orbitals مان., جڏهن ته ويلنس بينڊ بي 2p رياستن تي غلبو آهي, پتلي پيدا ڪرڻ, منتشر بينڊ جيڪو اليڪٽران جي حرڪت کي فروغ ڏئي ٿو.
1.2 انتهائي مسئلن ۾ حرارتي ۽ ميڪيڪل سيڪيورٽي
هڪ refractory ceramic طور, TAXICAB ₆ غير معمولي حرارتي استحڪام ڏيکاري ٿو, پگھلڻ واري نقطي کان وڌي وڃڻ سان 2200 ° C ۽ غير معمولي وزن-نقصان انٽ يا ويڪيوم ڪلينر سيٽنگون تائين 1800 ° سي.
ان جي اعلي انتشار جي درجه حرارت ۽ گھٽ وانپ پريشر ان کي اعلي درجه حرارت جي تعميراتي ۽ عملي ايپليڪيشنن لاء مناسب بڻائي ٿو جتي حرارتي پريشاني جي تحت مادي ايمانداري ضروري آهي..
مشيني طور, CaB ₆ وٽ ويڪرز جي مضبوطي لڳ ڀڳ 25 آهي– 30 جي پي اي, ان کي سخت ترين سڃاتل بورڊن جي وچ ۾ پوزيشن ڏيڻ ۽ بي جي استحڪام کي ظاهر ڪري ٿو– B covalent bonds octahedral فريم ورڪ اندر.
مواد حرارتي توسيع جي گھٽ گنجائش پڻ ڏيکاري ٿو (~ 6.5 × 10 ⁻⁶/ ڪي), شاندار تھرمل جھٽڪو مزاحمت ۾ مدد– تيز گرمي ۽ کولنگ سائيڪل جي بنياد تي حصن لاء هڪ اهم معيار.
اهي رهائشي ملڪيتون, پگھليل اسٽيل ۽ سليگ جي طرف ڪيميائي جڙت سان گڏ, crucibles ۾ ان جي استعمال کي گهٽايو, thermocouple sheaths, ۽ دھاتي ۽ صنعتي پروسيسنگ ماحول ۾ اعلي درجه حرارت سينسنگ يونٽ.
( Calcium Hexaboride)
ان کان علاوه, TAXICAB ₆ هيٺ ڏنل آڪسائيڊشن جي غير معمولي مزاحمت کي ظاهر ڪري ٿو 1000 ° سي; تنهن هوندي به, هن حد کان مٿي, مٿاڇري واري علائقي جي آڪسائيڊشن کي ڪلسيم بورٽ ۽ بورڪ آڪسائيڊ ٿي سگهي ٿي, آڪسائيڊنگ ماحول ۾ حفاظتي ختم يا آپريشنل ڪنٽرول جي ضرورت آهي.
2. سنٿيسس رستا ۽ مائڪرو ساختماني ڊيزائن
2.1 روايتي ۽ ترقي يافته ٺاھڻ جي ٽيڪنالاجي
اعلي پاڪائي واري ٽئڪسي ڇهين جي ٺهڻ ۾ عام طور تي اعليٰ درجه حرارت تي ڪلسيم ۽ بورون اڳڪٿين جي وچ ۾ سالڊ اسٽيٽ ردعمل شامل آهن.
عام طريقن ۾ ڪلسيم آڪسائيڊ جي گھٽتائي شامل آهي (CaO) بورون ڪاربائڊ سان (ب ₄ سي) يا اهم بورون جي وچ ۾ درجه حرارت جي سطح تي غير فعال يا ويڪيوم حالتن هيٺ 1200 ° C ۽ 1600 ° سي. ^
. جواب کي مڪمل طور تي ضابطو ڪيو وڃي ته جيئن اضافي مرحلن جي ٺهڻ کان بچڻ لاءِ جيئن ٽيڪسي ڪيب فور يا ٽيڪسيڪاب TWO, جيڪو برقي ۽ ميخانياتي ڪارڪردگي کي خراب ڪري سگهي ٿو.
متبادل ٽيڪنالاجي ڪاربوٿرمل گھٽتائي تي مشتمل آهي, قوس پگھلڻ, ۽ اعلي توانائي واري بال ملنگ استعمال ڪندي مشيني ڪيميڪل سنٿيسس, جيڪو ردعمل جي درجه حرارت جي سطح کي گھٽائي سگھي ٿو ۽ پاؤڊر جي هڪجهڙائي کي وڌائي سگھي ٿو.
گھڻن سيرامڪ اجزاء لاء, sintering طريقن جهڙوڪ گرم دٻائڻ (ايڇ پي) يا ٽرگر پلازما sintering (ايس پي ايس) ويجهي نظرياتي کثافت کي پورو ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي جڏهن ته اناج جي واڌ کي گهٽائڻ ۽ عظيم مائڪرو اسٽريچر کي برقرار رکڻ.
ايس پي ايس, خاص طور تي, اهو ممڪن بڻائي ٿو ته جلدي استحڪام کي گهٽ درجه حرارت تي ۽ گهٽ رهڻ واري وقت تي, calcium volatilization جي خطري کي گهٽائڻ ۽ stoichiometry کي محفوظ ڪرڻ.
2.2 گھر جي ترتيب ڏيڻ لاء ڊاپنگ ۽ مسئلو ڪيمسٽري
CaB ₆ تحقيق جي مطالعي ۾ سڀ کان وڌيڪ قابل ذڪر ڪاميابين مان هڪ آهي پنهنجي ڊجيٽل ۽ thermoelectric رهائشي يا تجارتي ملڪيتن کي ارادي ڊوپنگ ۽ فلي انجنيئرنگ سان ترتيب ڏيڻ جي صلاحيت آهي..
lanthanum سان calcium جي متبادل (جي), سيريم (سي), يا ٻيا ناياب-ڌرتي عناصر متعارف ڪرايو شامل ٿيل فيس فراهم ڪندڙ, خاص طور تي بجلي جي چالکائي کي وڌائڻ ۽ ان کي ممڪن بڻائي ٿو ن-قسم جي thermoelectric عملن لاء.
ساڳي طرح, ڪاربان يا نائٽروجن سان بوران جي جزوي متبادل فرمي سطح جي ويجهو رياستن جي ٿلهي کي ترتيب ڏئي سگھي ٿي, Seebeck coefficient ۽ مجموعي طور تي thermoelectric انگ اکر وڌائڻ (ZT).
موروثي مسئلا, خاص طور تي calcium نوڪريون, چالکائي کي طئي ڪرڻ ۾ پڻ هڪ ضروري ڪم ادا ڪري ٿو.
تحقيقي اڀياس ظاهر ڪن ٿا ته ٽيڪسي ڇهه عام طور تي ڪلسيم جي گھٽتائي کي ظاهر ڪن ٿا ڇاڪاڻ ته تمام تيز گرمي پد جي سنڀال ۾ ويڙهاڪ ٿيڻ سبب, ڪجهه نمونن ۾ سوراخ ڪرڻ ۽ پي-قسم جي عملن جي ڪري.
درست ماحول جي ڪنٽرول ذريعي اسٽوچيوميٽري کي ريگيولر ڪرڻ ۽ سنٿيسس جي دوران encapsulation ان سبب لاءِ ضروري آهي ته ڊجيٽل ۽ پاور ڪنورشن ايپليڪيشنن ۾ ٻيهر پيدا ٿيندڙ ڪارڪردگيءَ لاءِ..
3. ٽيڪسي ₆ ۾ عملي خاصيتون ۽ جسماني فڪر
3.1 غير معمولي اليڪٽران ڊسچارج ۽ فيلڊ ڊسچارج ايپليڪيشنون
CaB ₆ ان جي گهٽ نوڪري فنڪشن لاء مشهور آهي– لڳ ڀڳ 2.5 eV– مستحڪم سيرامڪ شين جي لاء سڀ کان وڌيڪ سستي– ان کي thermionic ۽ علائقي اليڪٽران emitters لاء هڪ غير معمولي اميدوار ٺاهڻ.
هي رهائشي يا تجارتي ملڪيت اعلي اليڪٽران ڪنسنٽريشن ۽ فائدي واري سطح جي ڊيپول ترتيب جي ميلاپ مان ٿئي ٿي., ٽنگسٽن وانگر روايتي شين جي برعڪس مناسب طور تي گھٽ درجه حرارت جي سطح تي موثر اليڪٽران جي اخراج کي فعال ڪرڻ (نوڪري فنڪشن ~ 4.5 eV).
ان جي ڪري, TAXICAB SIX تي ٻڌل ڪيٿوڊس اليڪٽران بيم آلات ۾ استعمال ٿيندا آھن, اسڪيننگ اليڪٽران خوردبيني لينس سميت (ڪھڙي), اليڪٽران بيم ويلڊرز, ۽ مائڪرو ويڪرو ٽيوب, جتي اهي ڊگهي زندگي گذاريندا آهن, گھٽ آپريٽنگ گرمي پد جي سطح, ۽ روايتي emitters کان وڌيڪ روشني.
Nanostructured ٽئڪسي ڇهه فلمون ۽ بال اڃا به وڌيڪ تيز خيالن تي علائقائي برقي علائقي جي سختي کي وڌائڻ سان فيلڊ ڊسچارج ڪارڪردگي کي وڌايو, ويڪيوم ڪلينر مائڪرو اليڪٽرانڪس ۽ فليٽ پينل ڊسپلي اسڪرين ۾ ٿڌي ڪيٿوڊ آپريشن کي ممڪن بڻائي ٿو.
3.2 نيوٽران جذب ۽ تابڪاري جي حفاظت جي صلاحيت
CaB ₆ جي هڪ اضافي اهم صلاحيت ان جي نيوٽران جذب ڪرڻ جي صلاحيت ۾ آهي, خاص طور تي ¹⁰ B آئسوٽوپ جي اعليٰ حرارتي نيوٽران ڪيپچر ڪراس سيڪشن جي ڪري (3837 گودام).
قدرتي بورون جي حوالي سان مشتمل آهي 20% ¹⁰ بي, ۽ وڌ ۾ وڌ ¹⁰ B مواد سان گڏ وڌايل CaB ڇهه کي بهتر نيوٽران شيلڊنگ اثرائتي لاءِ ترتيب ڏئي سگهجي ٿو.
جڏهن هڪ نيوٽران هڪ ¹⁰ B نيوڪليس طرفان رڪارڊ ڪيو ويندو آهي, اهو ايٽمي ردعمل ¹⁰ B کي بند ڪري ٿو(n, هڪ)⁷ لي, الفا ذرات ۽ ليتيم آئنز کي ڇڏڻ جيڪي آساني سان مواد جي اندر بند ڪيا ويا آهن, نيوٽران تابڪاري کي بي ضرر چارج ٿيل ٽڪرن ۾ تبديل ڪرڻ.
هي ٽيڪسي ₆ ايٽمي پاور پلانٽس ۾ نيوٽران جذب ڪندڙ اجزاء لاءِ هڪ پرڪشش مواد ٺاهي ٿو, سيڙپڪاري گئس اسٽوريج, ۽ تابڪاري دريافت نظام.
بورون ڪاربائيڊ جي برعڪس (ب ₄ سي), جيڪو هيليم ٺهڻ جي ڪري نيوٽران شعاعن هيٺ سوڀ ڪري سگهي ٿو, CaB ₆ تابڪاري جي نقصان جي خلاف اعلي سطحي سيڪيورٽي ۽ مزاحمت ڏيکاري ٿو, خاص طور تي وڌيل درجه حرارت تي.
ان جو اعلي پگھلڻ وارو عنصر ۽ ڪيميائي استحڪام اضافي طور تي ايٽمي ماحول ۾ ڊگھي مدت جي تعیناتي لاءِ ان جي استحڪام کي بهتر بڻائي ٿو..
4. ترقي يافته ٽيڪنالاجيز ۾ پيدا ٿيندڙ ۽ صنعتي ايپليڪيشنون
4.1 Thermoelectric Energy Conversion and Waste Heat Recovery
اعلي برقي چالکائي جو ميلاپ, اعتدال پسند Seebeck کوٽائي, ۽ حرارتي چالکائي گھٽائي ٿي (سهولت بورون فريم ورڪ پاران فونون پکيڙڻ جي ڪري) سيٽنگون CaB ₆ اوزار لاء هڪ واعدو thermoelectric مواد جي طور تي- تيز گرمي پد تي توانائي حاصل ڪرڻ لاء.
ڊاپڊ ورجن, خاص طور تي لا-ڊوپڊ ٽيڪسي SIX, حقيقت ۾ ڏيکاريو ويو آهي ZT قابل قدر 0.5 تي 1000 ڪي, نانو اسٽريچرنگ ۽ اناج جي حد جي ڊيزائن ذريعي وڌيڪ واڌاري جي صلاحيت سان.
اهي پراڊڪٽس thermoelectric جنريٽر ۾ استعمال لاء دريافت ڪيا ويا آهن (ٽيگس) جيڪي خطرناڪ فضول کي گرم ڪن ٿا– اسٽيل حرارتي نظام کان, exhaust نظام, يا پاور پلانٽ– مفيد برقي طاقت ۾.
هوا ۾ انهن جي حفاظت ۽ گرمي پد جي بلند سطح تي آڪسائيڊشن جي مزاحمت روايتي Thermoelectrics جهڙوڪ PbTe يا SiGe تي هڪ اهم فائدو پيش ڪري ٿي., جيڪي حفاظتي ماحول لاءِ سڏين ٿا.
4.2 ڳوڙهي ڪوٽنگ, جامع, ۽ ڪوانٽم مواد پليٽ فارم
ماضي جي وڏي ايپليڪيشن, TAXICAB ₆ مضبوطي کي وڌائڻ لاءِ جامع مواد ۽ مفيد پرتن ۾ ضم ڪيو پيو وڃي, مزاحمت پائڻ, ۽ اليڪٽران خارج ڪرڻ جون خاصيتون.
مثال طور, TAXI SIX - وڌايل هلڪي وزن ايلومينيم يا ڪاپر ميٽرڪس مرکبات ايرو اسپيس ۽ برقي رابطي واري ايپليڪيشنن لاءِ بهتر اسٽامنا ۽ تھرمل سيڪيورٽي ڏيکاري ٿو.
ٽئڪسي ڇهين جون ٿلهي فلمون ڦاٽڻ يا پلس ٿيل ليزر ذريعي منتقل ٿيل سخت ڪوٽنگن ۾ استعمال ڪيون وينديون آهن, ڦهلائڻ ۾ رڪاوٽون, ۽ ويڪيوم ڊجيٽل ٽولز ۾ خارج ٿيندڙ پرت.
تازو تازو, سنگل ڪرسٽل ۽ ٽيڪسي سکس جون ايپيٽيڪسيل فلمون اصل ۾ غير متوقع مقناطيسي رويي جي رڪارڊ جي ڪري ڪنڊينسڊ ايشو فزڪس ۾ دلچسپي ورتيون آهن., ڊاپ ٿيل نمونن ۾ ڪمري جي حرارت جي فيرومگنيزم جي دعوي تي مشتمل آهي– جيتوڻيڪ اهو اڃا تائين قابل اعتراض آهي ۽ ممڪن طور تي اندروني ڊگهي رينج جي ترتيب جي بدران عيب-حوصله افزائي مقناطيس سان ڳنڍيل آهي.
ڪو مسئلو ناهي, CaB ₆ اليڪٽران ڪنيڪشن جي نتيجن جي مطالعي لاء ماڊل سسٽم طور ڪم ڪري ٿو, topological ڊجيٽل رياستون, ۽ ڪمپليڪس بورڊيڊ لٽيس ورڪ ۾ مقدار جي نقل و حمل.
تت ۾, calcium hexaboride نفيس سيرامڪس ۾ تعميراتي سختي ۽ عملي سهولت کي ضم ڪرڻ جو مثال ڏئي ٿو.
ان جي اعلي برقي چالکائي جو منفرد ميلاپ, حرارتي استحڪام, نيوٽران جذب, ۽ اليڪٽران جي اخراج رهائشي يا تجارتي ملڪيتن کي توانائي ۾ ايپليڪيشنن جي اجازت ڏئي ٿي, ايٽمي, اليڪٽرانڪ, ۽ مصنوعات سائنس ڊومين جا نالا.
جيئن ته synthesis ۽ doping حڪمت عمليون جاري آهن, CaB ₆ ايندڙ نسل جي ٽيڪنالاجيز ۾ اهم طور تي اهم ڪم کيڏڻ لاءِ پوزيشن ۾ آهي جنهن کي سخت حالتن ۾ ملٽي فنڪشنل ڪارڪردگي جي ضرورت آهي.
5. فراهم ڪندڙ
TRUNNANO اوور سان اسپريڪل ٽنگسٽن پائوڊر جو هڪ سپلائر آهي 12 نانو بلڊنگ انرجي ڪنزرويشن ۽ نانو ٽيڪنالاجي ڊولپمينٽ ۾ سالن جو تجربو. اهو ڪريڊٽ ڪارڊ ذريعي ادائيگي قبول ڪري ٿو, ٽي/ٽي, ويسٽ يونين ۽ پيپال. ٽرنانو FedEx ذريعي اوورسيز گراهڪن کي سامان موڪليندو, ڊي ايڇ ايل, هوا ذريعي, يا سمنڊ ذريعي. جيڪڏھن توھان وڌيڪ ڄاڻڻ چاھيو ٿا Spherical Tungsten Powder, مهرباني ڪري اسان سان رابطو ڪرڻ ۽ هڪ انڪوائري موڪلڻ لاء آزاد محسوس([email protected]).
ٽيگ:
سڀئي مضمون ۽ تصويرون انٽرنيٽ تان ورتل آهن. جيڪڏهن ڪا ڪاپي رائيٽ جا مسئلا آهن, مھرباني ڪري اسان سان رابطو ڪريو وقت ۾ ختم ڪرڻ لاء.
اسان کان پڇا ڳاڇا