1. Základná chémia a kryštalografický dizajn Taxi SIX
1.1 Rámec bohatý na bór a rámec elektronického pásma
(Hexaborid vápenatý)
Hexaborid vápenatý (TAXI ₆) je stechiometrický borid kovu pochádzajúci z priebehu hexaboridov vzácnych zemín a alkalických zemín, vyznačuje sa jedinečnou zmesou iónov, kovalentný, a vlastnosti kovového spojenia.
Jeho kryštálová štruktúra využíva kubickú mriežku typu CsCl (priestorová skupina Pm-3m), kde atómy vápnika obývajú hrany kocky a komplexnú trojrozmernú kostru bórových oktaedrov (B ₆ zariadenia) pobyty v zariadení tela.
Každý oktaedrón bóru sa skladá zo šiestich atómov bóru kovalentne adherovaných vo vysoko symetrickom usporiadaní, vytvorenie tuhého, elektrón-deficientná sieť podporovaná prenosom nákladov z elektropozitívneho atómu vápnika.
Tento prenos nákladov vedie k čiastočne zaťaženému prenosovému pásmu, obdariť taxík šesť neobvykle vysokou elektrickou vodivosťou na keramický výrobok– na objednávku 10 ⁵ S/m pri izbovej teplote– napriek jeho veľkému bandgapu približne 1,0– 1.3 eV, ako bolo stanovené výskumnými štúdiami optickej absorpcie a fotoemisie.
Začiatok tejto záhady– vysoká vodivosť existujúca vedľa seba so značným odstupom pásma– bol predmetom rozsiahlej štúdie, s konceptmi naznačujúcimi viditeľnosť vnútorných chybných stavov, povrchová vodivosť, alebo mechanizmy polarónovej vodivosti vrátane lokalizovaného kombinovania elektrón-fonón.
Nedávne výpočty prvých princípov podporujú návrh, v ktorom sa minimum prenosového pásma získava prevažne z orbitálov Ca 5d, pričom vo valenčnom pásme dominujú stavy B 2p, produkujúce štíhle, disperzný pás, ktorý podporuje pohyb elektrónov.
1.2 Tepelné a mechanické zabezpečenie v extrémnych problémoch
Ako žiaruvzdorná keramika, TAXICAB ₆ vykazuje mimoriadnu tepelnú stabilitu, s bodom topenia presahujúcim 2200 ° C a zanedbateľný úbytok hmotnosti pri inertnom nastavení alebo nastavení vysávača až do 1800 °C.
Jeho vysoká teplota rozpadu a znížený tlak pár ho predurčujú pre vysokoteplotné architektonické a praktické aplikácie, kde je dôležitá poctivosť materiálu pri tepelnej úzkosti.
Mechanicky, CaB ₆ má tuhosť podľa Vickersa približne 25– 30 GPa, umiestňuje ho medzi najtvrdšie známe boridy a odráža výdrž B– B kovalentné väzby v rámci oktaedrického rámca.
Materiál tiež vykazuje nízky koeficient tepelnej rozťažnosti (~ 6.5 × 10 ⁻⁶/ K), prispieva k vynikajúcej odolnosti voči tepelným šokom– rozhodujúca kvalita dielov založená na rýchlych cykloch zahrievania a chladenia.
Tieto obytné nehnuteľnosti, v kombinácii s chemickou inertnosťou voči roztavenej oceli a troske, podporiť jeho použitie v téglikoch, plášte termočlánkov, a vysokoteplotné snímacie jednotky v metalurgických a priemyselných spracovateľských prostrediach.
( Hexaborid vápenatý)
Navyše, TAXICAB ₆ odhaľuje výnimočnú odolnosť voči oxidácii uvedenú nižšie 1000 °C; napriek tomu, nad túto hranicu, môže dôjsť k oxidácii povrchovej plochy na boritan vápenatý a oxid boritý, vyžadujúce ochranné povrchové úpravy alebo prevádzkové kontroly v oxidačnom prostredí.
2. Syntézne cesty a mikroštruktúrny dizajn
2.1 Konvenčné a pokročilé výrobné techniky
Syntéza vysoko čistého taxi šesť normálne zahŕňa reakcie v tuhom stave medzi prekurzormi vápnika a bóru pri zvýšených teplotách.
Bežné metódy zahŕňajú zníženie oxidu vápenatého (CaO) s karbidom bóru (B ₄ C) alebo dôležitý bór za inertných alebo vákuových podmienok pri teplotných úrovniach medzi 1200 °C a 1600 °C. ^
. Reakcia by mala byť dôkladne regulovaná, aby sa predišlo vytvoreniu ďalších fáz, ako je napríklad taxík štyri alebo taxík TWO, čo môže zhoršiť elektrický a mechanický výkon.
Alternatívne techniky pozostávajú z karbotermálneho poklesu, oblúkové tavenie, a mechanochemická syntéza s použitím vysokoenergetického guľového mletia, čo môže znížiť úrovne teploty odozvy a zvýšiť homogenitu prášku.
Pre husté keramické komponenty, spekacie metódy, ako je lisovanie za tepla (HP) alebo spustiť plazmové spekanie (SPS) sa používajú na dosiahnutie takmer teoretickej hustoty pri znížení rastu zŕn a zachovaní veľkých mikroštruktúr.
SPS, konkrétne, umožňuje rýchle spevnenie pri nižších teplotách a kratších časoch zotrvania, zníženie nebezpečenstva volatilizácie vápnika a zachovanie stechiometrie.
2.2 Dopingová a problémová chémia pre domáce úpravy
Jedným z najvýznamnejších prielomov vo výskumnej štúdii CaB ₆ bola schopnosť prispôsobiť svoje digitálne a termoelektrické obytné alebo komerčné nehnuteľnosti zámerným dopingom a chybným inžinierstvom..
Náhrada vápnika lantánom (The), céru (Ce), alebo iné prvky vzácnych zemín zavádza poskytovateľov dodatočných poplatkov, výrazne zvyšuje elektrickú vodivosť a umožňuje termoelektrické akcie typu n.
Podobne, čiastočná náhrada bóru uhlíkom alebo dusíkom môže prispôsobiť hrúbku stavov blízko Fermiho úrovne, zvýšenie Seebeckovho koeficientu a celkovej hodnoty termoelektrického čísla (ZT).
Inherentné problémy, najmä vápnikové práce, tiež zohrávajú dôležitú funkciu pri určovaní vodivosti.
Výskumné štúdie ukazujú, že taxi šesť bežne vykazuje nedostatok vápnika v dôsledku prchavosti počas manipulácie pri vysokých teplotách, čo v niektorých vzorkách vedie k dierovému vedeniu a pôsobeniu typu p.
Regulácia stechiometrie pomocou presného ovládania prostredia a zapuzdrenia počas syntézy je z tohto dôvodu životne dôležitá pre reprodukovateľnú účinnosť v digitálnych aplikáciách a aplikáciách na konverziu energie.
3. Praktické vlastnosti a fyzická fantázia v taxíku ₆
3.1 Výnimočné aplikácie s elektrónovým výbojom a výbojom v poli
CaB ₆ je známy svojou nízkou pracovnou funkciou– zhruba 2.5 eV– medzi cenovo najdostupnejšie pre stabilné keramické výrobky– čo z neho robí výnimočného kandidáta na termionické a plošné elektrónové žiariče.
Táto obytná alebo komerčná nehnuteľnosť pochádza zo zmesi vysokej koncentrácie elektrónov a výhodného usporiadania povrchových dipólov, umožňujúce účinnú emisiu elektrónov pri primerane znížených teplotných úrovniach na rozdiel od konvenčných produktov, ako je volfrám (pracovná funkcia ~ 4.5 eV).
Z tohto dôvodu, Katódy na báze TAXICAB SIX sa používajú v prístrojoch s elektrónovým lúčom, vrátane skenovacej elektrónovej mikroskopickej šošovky (KTORÝ), zváračky elektrónovým lúčom, a mikrovlnné rúry, kde poskytujú dlhšiu životnosť, znížená prevádzková teplota, a vyšší jas ako bežné žiariče.
Nanoštruktúrované taxi šesť filmov a chlpov ešte viac zvyšuje výkon výboja v poli zvýšením odolnosti regionálnej elektrickej oblasti pri ostrých nápadoch, umožňujúci prevádzku s chladnou katódou v mikroelektronike vysávačov a plochých obrazovkách.
3.2 Absorpcia neutrónov a ochrana pred žiarením
Ďalšia rozhodujúca schopnosť CaB ₆ spočíva v jeho schopnosti absorbovať neutróny, hlavne kvôli veľkému prierezu zachytávania tepelných neutrónov izotopu ¹⁰ B (3837 stodoly).
Prírodný bór pozostáva z o 20% ¹⁰ B, a obohatený CaB six s väčším ¹⁰ B materiálom môže byť prispôsobený na zvýšenie účinnosti tienenia neutrónov.
Keď je neutrón zaznamenaný jadrom ¹⁰ B, spustí jadrovú reakciu ¹⁰ B(n, a)⁷ Li, uvoľňovanie alfa častíc a lítiových iónov, ktoré sú vhodne zastavené v materiáli, transformácia neutrónového žiarenia priamo na neškodné nabité fragmenty.
Vďaka tomu je taxi ₆ atraktívnym materiálom pre komponenty pohlcujúce neutróny v atómových elektrárňach, investované skladovanie plynu, a systémy na objavovanie žiarenia.
Na rozdiel od karbidu bóru (B ₄ C), ktoré môžu napučať pri ožiarení neutrónmi kvôli hromadeniu hélia, CaB ₆ vykazuje vynikajúcu rozmerovú bezpečnosť a odolnosť voči poškodeniu žiarením, najmä pri zvýšených teplotách.
Jeho vysoký faktor topenia a chemická odolnosť navyše zlepšujú jeho životaschopnosť pre dlhodobé nasadenie v jadrových prostrediach.
4. Vznikajúce a priemyselné aplikácie v pokročilých technológiách
4.1 Termoelektrická premena energie a rekuperácia odpadového tepla
Kombinácia vysokej elektrickej vodivosti, mierny Seebeckov koeficient, a znížená tepelná vodivosť (v dôsledku šírenia fonónov bórovou štruktúrou zariadenia) nastavenia CaB ₆ ako perspektívny termoelektrický materiál pre náradie- na získavanie energie pri vysokej teplote.
Dopované varianty, najmä LA-dopovaný taxík SIX, skutočne preukázali, že ZT hodnoty prevyšujú 0.5 pri 1000 K, s kapacitou na ďalšie zlepšenie prostredníctvom nanoštruktúrovania a návrhu limitu zŕn.
Tieto produkty sa objavujú na použitie v termoelektrických generátoroch (TEG) ktoré premieňajú nebezpečný odpad na teplo– z oceľových vykurovacích systémov, výfukové systémy, alebo elektrárne– na užitočnú elektrickú energiu.
Ich bezpečnosť na vzduchu a odolnosť voči oxidácii pri zvýšených teplotách ponúkajú významnú výhodu oproti tradičným termoelektrikám ako PbTe alebo SiGe, ktoré vyžadujú ochranné atmosféry.
4.2 Pokročilé nátery, Kompozity, a kvantové materiálové platformy
Minulé hromadné aplikácie, TAXICAB ₆ je integrovaný priamo do kompozitných materiálov a užitočných vrstiev na zvýšenie pevnosti, odolnosť proti opotrebovaniu, a charakteristiky elektrónového výboja.
Napríklad, Ľahké hliníkové alebo medené matricové zlúčeniny s vylepšeným TAXI SIX vykazujú lepšiu odolnosť a tepelnú bezpečnosť pre letecký a kozmický priemysel a aplikácie elektrických kontaktov.
Tenké filmy taxi šesť prenesené naprašovaním alebo pulzným laserovým nanášaním sa používajú v tvrdých povlakoch, difúzne prekážky, a emisné vrstvy vo vákuových digitálnych nástrojoch.
V poslednej dobe extra, monokryštály a epitaxné filmy taxíka šesť skutočne pritiahli záujem o fyziku kondenzovaných problémov kvôli záznamom nepredvídaného magnetického správania, pozostávajúce z tvrdení o feromagnetizme pri izbovej teplote v dopovaných vzorkách– aj keď je to naďalej otázne a pravdepodobne súvisí s magnetizmom vyvolaným defektmi namiesto vnútorného poriadku s dlhým dosahom.
Nevadí, CaB ₆ slúži ako modelový systém na štúdium výsledkov elektrónových spojení, topologické digitálne stavy, a kvantový transport v komplexných boridových mriežkach.
V súhrne, hexaborid vápenatý je príkladom spojenia architektonickej húževnatosti a praktického pohodlia v sofistikovanej keramike.
Jeho jedinečná zmes vysokej elektrickej vodivosti, tepelná stabilita, absorpcia neutrónov, a elektrónové emisie rezidenčných alebo komerčných nehnuteľností umožňujú aplikácie naprieč energiou, jadrové, elektronické, a názvy vedeckých domén produktov.
Syntéza a dopingové stratégie pokračujú v pokroku, CaB ₆ má významnú funkciu v technológiách novej generácie, ktoré si vyžadujú multifunkčnú účinnosť v náročných podmienkach.
5. dodávateľa
TRUNNANO je dodávateľom sférického volfrámového prášku s nad 12 roky skúseností v oblasti šetrenia energie v nanostavbách a vývoja nanotechnológií. Prijíma platby prostredníctvom kreditnej karty, T/T, West Union a Paypal. Trunnano doručí tovar zákazníkom do zámoria prostredníctvom FedEx, DHL, letecky, alebo po mori. Ak sa chcete dozvedieť viac o sférickom volfrámovom prášku, neváhajte nás kontaktovať a pošlite dopyt([email protected]).
Tagy:
Všetky články a obrázky sú z internetu. Ak existujú nejaké problémy s autorskými právami, kontaktujte nás včas na odstránenie.
Opýtajte sa nás