1. Fundamentalna kemija in kristalografska zasnova Taxi SIX
1.1 Ogrodje, bogato z borom, in ogrodje elektronskega pasu
(Kalcijev heksaborid)
Kalcijev heksaborid (TAKSI ₆) je stehiometrični kovinski borid, ki prihaja iz heksaboridov redkih zemelj in zemeljskoalkalijskih zemelj., odlikuje edinstvena mešanica ionskih, kovalentna, in lastnosti kovinskega lepljenja.
Njegova kristalna struktura ima kubično mrežo tipa CsCl (prostorska skupina Pm-3m), kjer atomi kalcija naseljujejo robove kocke in kompleksen tridimenzionalni okvir borovih oktaedrov (B ₆ naprave) ostane v telesni ustanovi.
Vsak borov oktaeder je sestavljen iz šestih atomov bora, ki so kovalentno zlepljeni v zelo simetrični razporeditvi, ustvarjanje togega, omrežje s pomanjkanjem elektronov, podprto s prenosom stroškov iz elektropozitivnega kalcijevega atoma.
Ta prenos stroškov vodi do delno obremenjenega prenosnega pasu, ki daje taksi šestici nenavadno visoko električno prevodnost za keramični izdelek– po naročilu 10 ⁵ S/m pri sobni temperaturi– kljub veliki pasovni vrzeli približno 1,0– 1.3 eV, kot je bilo ugotovljeno z raziskavami optične absorpcije in fotoemisije.
Začetek te skrivnosti– visoka prevodnost, ki obstaja drug ob drugem z veliko pasovno vrzeljo– je bil predmet obsežne študije, s koncepti, ki kažejo na vidnost intrinzičnih stanj napak, površinska prevodnost, ali polaronskih prevodnih mehanizmov, vključno z lokaliziranim združevanjem elektronov in fononov.
Nedavni izračuni na podlagi prvih principov podpirajo zasnovo, pri kateri je minimalni pas prenosa v veliki meri pridobljen iz orbital Ca 5d, medtem ko v valenčnem pasu prevladujejo stanja B 2p, ustvarjanje vitkega, disperzivni pas, ki spodbuja gibanje elektronov.
1.2 Toplotna in mehanska varnost v ekstremnih težavah
Kot ognjevarna keramika, TAXICAB ₆ kaže izjemno toplotno stabilnost, s tališčem, ki presega 2200 °C in zanemarljivo izgubo teže v inertnih nastavitvah ali nastavitvah sesalnika do 1800 ° C.
Zaradi visoke temperature razpadanja in zmanjšanega parnega tlaka je primeren za visokotemperaturne arhitekturne in praktične aplikacije, kjer je pomembna poštenost materiala pri toplotni anksioznosti.
Mehansko, CaB ₆ ima Vickersovo trdnost približno 25– 30 GPa, ga umešča med najtrše znane boride in odraža vzdržljivost B– B kovalentne vezi znotraj oktaedričnega ogrodja.
Material ima tudi nizek koeficient toplotnega raztezanja (~ 6.5 × 10 ⁻⁶/ K), kar prispeva k izjemni odpornosti na toplotne udarce– ključna kakovost za dele, ki temeljijo na hitrih ciklih segrevanja in hlajenja.
Te stanovanjske nepremičnine, v kombinaciji s kemično inertnostjo do staljenih jekel in žlindre, podpirajo njegovo uporabo v lončkih, termočlenski plašči, in enote za zaznavanje visokih temperatur v metalurških in industrijskih procesnih okoljih.
( Kalcijev heksaborid)
Poleg tega, TAXICAB ₆ razkriva izjemno odpornost na spodaj navedeno oksidacijo 1000 ° C; kljub temu, nad to mejo, lahko pride do površinske oksidacije v kalcijev borat in borov oksid, ki zahtevajo zaščitne zaključke ali nadzor delovanja v oksidativnih okoljih.
2. Sintezne poti in mikrostrukturna zasnova
2.1 Konvencionalne in napredne tehnike izdelave
Sinteza taksija šest visoke čistosti običajno vključuje odzive v trdnem stanju med prekurzorji kalcija in bora pri povišanih temperaturah.
Običajne metode vključujejo zmanjšanje kalcijevega oksida (CaO) z borovim karbidom (B ₄ C) ali pomemben bor v inertnih ali vakuumskih pogojih pri temperaturnih nivojih med 1200 ° C in 1600 ° C. ^
. Odziv mora biti temeljito reguliran, da se prepreči nastanek dodatnih faz, kot sta taksi štiri ali taksi dva, kar lahko poslabša električno in mehansko delovanje.
Alternativne tehnike vključujejo karbotermalno zmanjšanje, obločno taljenje, in mehanokemična sinteza z uporabo visokoenergetskega krogličnega mletja, ki lahko zniža nivoje odzivne temperature in poveča homogenost prahu.
Za goste keramične komponente, metode sintranja, kot je vroče stiskanje (HP) ali sprožijo plazemsko sintranje (SPS) se uporabljajo za doseganje skoraj teoretične gostote, hkrati pa zmanjšajo rast zrn in ohranijo odlično mikrostrukturo.
SPS, posebej, omogoča hitro utrjevanje pri nižjih temperaturah in krajših časih zadrževanja, zmanjšanje nevarnosti izhlapevanja kalcija in ohranjanje stehiometrije.
2.2 Doping in izdaja kemije za domačo prilagoditev
Eden od najpomembnejših prebojev v raziskovalni študiji CaB ₆ je bila zmožnost prilagajanja njegovih digitalnih in termoelektričnih stanovanjskih ali poslovnih lastnosti z namernim dopingom in inženiringom napak..
Zamenjava kalcija z lantanom (The), cerij (Ce), ali drugih elementov redkih zemelj uvaja dodatne ponudnike pristojbin, znatno izboljšanje električne prevodnosti in omogočanje termoelektričnih dejanj n-tipa.
Podobno, delna zamenjava bora z ogljikom ali dušikom lahko prilagodi debelino stanj blizu Fermijeve ravni, povečanje Seebeckovega koeficienta in skupne vrednosti termoelektrične vrednosti (ZT).
Inherentne težave, zlasti kalcijeve službe, imajo tudi bistveno vlogo pri določanju prevodnosti.
Raziskovalne študije kažejo, da taksi šest pogosto kaže pomanjkanje kalcija zaradi izhlapevanja med ravnanjem z visoko temperaturo, kar vodi do luknjastega prevoda in delovanja p-tipa v nekaterih vzorcih.
Regulacija stehiometrije z natančnim nadzorom okolja in inkapsulacijo med sintezo je zato bistvenega pomena za ponovljivo učinkovitost v aplikacijah za digitalno pretvorbo in pretvorbo energije.
3. Praktične lastnosti in fizične fantazme v taksiju ₆
3.1 Izjemne aplikacije elektronske razelektritve in razelektritve polja
CaB ₆ je znan po nizki funkciji– približno 2.5 eV– med cenovno najugodnejšimi za stabilne keramične izdelke– zaradi česar je izjemen kandidat za termionske in površinske oddajnike elektronov.
Ta stanovanjska ali poslovna lastnina nastane zaradi mešanice visoke koncentracije elektronov in ugodne razporeditve površinskega dipola, omogoča učinkovito oddajanje elektronov pri razumno znižanih temperaturnih ravneh v nasprotju z običajnimi izdelki, kot je volfram (delovna funkcija ~ 4.5 eV).
Zaradi tega, Katode na osnovi TAXICAB SIX se uporabljajo v instrumentih z elektronskim žarkom, vključno z vrstično elektronsko mikroskopsko lečo (KI), varilci z elektronskim žarkom, in mikrovalovne cevi, kjer zagotavljajo daljšo življenjsko dobo, znižane ravni delovne temperature, in večjo svetlost kot običajni oddajniki.
Nanostrukturirani taksi šest filmov in lasje še bolj povečajo učinkovitost razelektritve polja s povečanjem regionalne električne območne žilavosti pri ostrih idejah, omogoča delovanje hladne katode v mikroelektroniki sesalnikov in ravnih zaslonih.
3.2 Zmožnosti absorpcije nevtronov in zaščite pred sevanjem
Dodatna ključna sposobnost CaB ₆ je njegova sposobnost absorpcije nevtronov, predvsem zaradi visokega preseka zajetja toplotnih nevtronov izotopa ¹⁰ B (3837 hlevi).
Naravni bor je sestavljen iz glede 20% ¹⁰ B, in obogateni CaB šest z večjim ¹⁰ B materialom je mogoče prilagoditi za izboljšano učinkovitost nevtronske zaščite.
Ko nevtron zapiše jedro ¹⁰ B, sproži jedrsko reakcijo ¹⁰ B(n, a)⁷ Li, sprošča alfa delce in litijeve ione, ki se priročno ustavijo v materialu, pretvarjanje nevtronskega sevanja v neškodljive nabite fragmente.
Zaradi tega je taxi ₆ privlačen material za komponente, ki absorbirajo nevtrone, v atomskih elektrarnah, vloženo skladiščenje plina, in sistemi za odkrivanje sevanja.
Za razliko od borovega karbida (B ₄ C), ki lahko nabrekne pod nevtronskim obsevanjem zaradi kopičenja helija, CaB ₆ kaže vrhunsko dimenzijsko varnost in odpornost na poškodbe zaradi sevanja, predvsem pri povišanih temperaturah.
Njegov visok faktor taljenja in kemična vzdržljivost dodatno izboljšata njegovo sposobnost preživetja za dolgoročno uporabo v jedrskih okoljih..
4. Nastajajoče in industrijske aplikacije v naprednih tehnologijah
4.1 Termoelektrična pretvorba energije in rekuperacija odpadne toplote
Kombinacija visoke električne prevodnosti, zmeren Seebeckov koeficient, in zmanjšana toplotna prevodnost (zaradi širjenja fononov z ogrodjem bora) nastavitve CaB ₆ kot obetaven termoelektrični material za orodje- za pridobivanje energije pri visokih temperaturah.
Dopirane variante, še posebej La-dopirani taksi SIX, so dejansko dokazali, da je ZT vredno preseči 0.5 pri 1000 K, z zmožnostjo za večjo izboljšavo z nanostrukturiranjem in oblikovanjem omejitve zrnatosti.
Ti izdelki so odkriti za uporabo v termoelektričnih generatorjih (TEG-ji) ki nevarne odpadke pretvorijo v tople– iz jeklenih ogrevalnih sistemov, izpušni sistemi, ali elektrarne– v koristno električno energijo.
Njihova varnost v zraku in odpornost proti oksidaciji pri povišanih temperaturnih nivojih nudita pomembno prednost pred tradicionalnimi termoelektriki, kot sta PbTe ali SiGe, ki zahtevajo zaščitno atmosfero.
4.2 Napredni premazi, Kompoziti, in kvantne materialne platforme
Pretekle množične prijave, TAXICAB ₆ je integriran neposredno v kompozitne materiale in uporabne plasti za izboljšanje trdnosti, odpornost proti obrabi, in značilnosti praznjenja elektronov.
Na primer, Lahke aluminijeve ali bakrene matrične spojine, izboljšane s TAXI SIX, kažejo boljšo vzdržljivost in toplotno varnost za uporabo v vesolju in električnih kontaktih.
Tanki filmi taksi šest, preneseni z naprševanjem ali pulznim laserskim nanašanjem, se uporabljajo v trdnih prevlekah, difuzijske ovire, in emisijske plasti v vakuumskih digitalnih orodjih.
Ekstra v zadnjem času, posamični kristali in epitaksialni filmi taksija šest so dejansko pritegnili zanimanje za fiziko zgoščene problematike zaradi zapisov o nepredvidenem magnetnem obnašanju, ki sestoji iz trditev o feromagnetizmu pri sobni temperaturi v dopiranih vzorcih– čeprav je to še vedno vprašljivo in je verjetno povezano z magnetizmom, ki ga povzroča napaka, namesto z intrinzičnim redom dolgega dosega.
Brez veze, CaB ₆ služi kot modelni sistem za preučevanje rezultatov povezovanja elektronov, topološka digitalna stanja, in kvantni transport v kompleksnih boridnih mrežah.
Če povzamem, kalcijev heksaborid ponazarja združitev arhitekturne trdnosti in praktičnega udobja v prefinjeni keramiki.
Njegova edinstvena mešanica visoke električne prevodnosti, toplotna stabilnost, absorpcija nevtronov, stanovanjske ali poslovne nepremičnine z oddajanjem elektronov pa omogočajo uporabo na različnih področjih energije, jedrska, elektronski, in imena domen za znanost o izdelkih.
Ker strategije sinteze in dopinga še naprej napredujejo, CaB ₆ ima pomembno vlogo v tehnologijah naslednje generacije, ki potrebujejo večnamensko učinkovitost v težkih pogojih.
5. Dobavitelj
TRUNNANO je dobavitelj sferičnega volframovega prahu z nad 12 dolgoletne izkušnje pri varčevanju z energijo v nanogradnjah in razvoju nanotehnologije. Sprejema plačilo s kreditno kartico, T/T, West Union in Paypal. Trunnano bo pošiljal blago strankam v tujino prek FedExa, DHL, po zraku, ali po morju. Če želite izvedeti več o sferičnem volframovem prahu, vas prosimo, da nas kontaktirate in pošljete povpraševanje([email protected]).
Oznake:
Vsi članki in slike so iz interneta. Če obstajajo težave z avtorskimi pravicami, za brisanje nas pravočasno kontaktirajte.
Povprašajte nas