1. Фундаментална хемија и кристалографски дизајн таксија СИКС
1.1 Борон-Рицх Фрамеворк и Елецтрониц Банд Фрамеворк
(Цалциум Хекабориде)
Калцијум хексаборид (ТАКСИ ₆) је стехиометријски метални борид који долази из редоземних и земноалкалних хексаборида, одликује се својом јединственом мешавином јонских, ковалентна, и квалитети металног везивања.
Његова кристална структура усваја кубну решетку типа ЦсЦл (свемирска група Пм-3м), где атоми калцијума насељавају ивице коцке и сложени тродимензионални оквир октаедара бора (Б ₆ уређаји) борави у објекту тела.
Сваки октаедар бора се састоји од шест атома бора ковалентно прилепљених у високо симетричном распореду, стварање крутог, мрежа са недостатком електрона подржана преносом трошкова са електропозитивног атома калцијума.
Овај пренос трошкова води до делимично оптерећеног опсега преноса, дајући такси шест неуобичајено високу електричну проводљивост за керамички производ– по налогу 10 ⁵ С/м на нивоу собне температуре– упркос великом појасу од приближно 1,0– 1.3 еВ као што је утврђено истраживачким студијама оптичке апсорпције и фотоемисије.
Почетак ове мистерије– висока проводљивост која постоји један поред другог са значајним размаком појаса– био је предмет опсежног проучавања, са концептима који сугеришу видљивост стања унутрашњих грешака, површинска проводљивост, или механизме поларонске проводљивости укључујући локализовано комбиновање електрон-фонона.
Недавни прорачуни првог принципа подржавају дизајн у којем се минимум опсега преноса углавном добија из Ца 5д орбитала, док у валентном појасу доминирају Б 2п стања, производећи слим, дисперзивна трака која промовише кретање електрона.
1.2 Термичка и механичка сигурност у екстремним проблемима
Као ватростална керамика, ТАКСИЦАБ ₆ показује изузетну термичку стабилност, са тачком топљења која прелази 2200 ° Ц и занемарљив губитак тежине у инертном или усисивачу до 1800 ° Ц.
Његова висока температура распадања и смањени притисак паре чине га погодним за високотемпературне архитектонске и практичне примене где је важно поштење материјала под термичком анксиозношћу.
Механички, ЦаБ ₆ има Викерсову чврстоћу од отприлике 25– 30 ГПа, позиционирајући га међу најтврђе познате бориде и одражавајући издржљивост Б– Б ковалентне везе унутар октаедарског оквира.
Материјал такође показује низак коефицијент топлотног ширења (~ 6.5 × 10 ⁻⁶/ К), доприносећи изузетној отпорности на топлотни удар– кључни квалитет за делове засноване на брзим циклусима грејања и хлађења.
Ове стамбене некретнине, у комбинацији са хемијском инертношћу према растопљеним челицима и шљаци, подупиру његову употребу у лонцима, омотачи термоелемената, и високотемпературне сензорске јединице у металуршким и индустријским процесним окружењима.
( Цалциум Хекабориде)
Штавише, ТАКСИЦАБ ₆ открива изузетну отпорност на оксидацију наведену у наставку 1000 ° Ц; ипак, изнад ове границе, може доћи до оксидације површине у калцијум борат и борни оксид, које захтевају заштитне завршне обраде или оперативне контроле у оксидирајућим амбијентима.
2. Путеви синтезе и микроструктурни дизајн
2.1 Конвенционалне и напредне технике израде
Синтеза шестог таксија високе чистоће обично укључује реакције чврстог стања између прекурсора калцијума и бора на повишеним температурама.
Уобичајене методе укључују смањење калцијум оксида (ЦаО) са боровим карбидом (Б ₄ Ц) или важан бор под инертним или вакуумским условима на нивоима температуре између 1200 ° Ц и 1600 ° Ц. ^
. Реакција треба да буде темељно регулисана како би се избегло формирање додатних фаза као што су такси четири или такси два, што може да погорша електричне и механичке перформансе.
Алтернативне технике се састоје од карботермалног смањења, топљење лука, и механохемијска синтеза коришћењем високоенергетског глодања, што може смањити нивое температуре реакције и повећати хомогеност праха.
За густе керамичке компоненте, методе синтеровања као што је топло пресовање (ХП) или покрену плазма синтеровање (СПС) користе се за постизање скоро теоријске густине уз смањење раста зрна и одржавање одличне микроструктуре.
СПС, конкретно, омогућава брзу консолидацију на нижим температурама и краћим временима задржавања, смањење опасности од испарења калцијума и очување стехиометрије.
2.2 Допинг и хемија проблема за кућно прилагођавање
Једно од најзначајнијих открића у ЦаБ ₆ истраживачкој студији била је могућност прилагођавања својих дигиталних и термоелектричних стамбених или комерцијалних некретнина са намерним допингом и инжењерингом недостатака.
Замена калцијума лантаном (Тхе), церијум (Це), или други елементи ретких земаља уводи додатне провајдере накнаде, значајно повећавајући електричну проводљивост и омогућавајући термоелектрична дејства н-типа.
Слично томе, делимична замена бора угљеником или азотом може прилагодити дебљину стања близу Фермијевог нивоа, повећање Зебековог коефицијента и укупне термоелектричне вредности (ЗТ).
Инхерентни проблеми, посебно послови са калцијумом, такође играју битну функцију у одређивању проводљивости.
Истраживања показују да такси шест обично показује недостатак калцијума због испарења током руковања на високим температурама, што доводи до проводљивости рупа и деловања п-типа у неким узорцима.
Регулисање стехиометрије путем прецизне контроле амбијента и инкапсулације током синтезе је из тог разлога од виталног значаја за поновљиву ефикасност у дигиталним апликацијама и апликацијама за конверзију енергије.
3. Практична својства и физички фантазам у таксију ₆
3.1 Изузетно електронско пражњење и апликације за пражњење у пољу
ЦаБ ₆ је познат по својој ниској функцији посла– отприлике 2.5 еВ– међу најприступачнијим за стабилне керамичке производе– што га чини изузетним кандидатом за термоелектронске и површинске емитере електрона.
Ова стамбена или комерцијална имовина настаје због мешавине високе концентрације електрона и корисног површинског диполног распореда, омогућавајући ефикасну емисију електрона на разумно смањеним нивоима температуре у поређењу са конвенционалним производима као што је волфрам (функција посла ~ 4.5 еВ).
Због овога, Катоде на бази ТАКСИЦАБ СИКС се користе у инструментима са електронским снопом, укључујући скенирајуће електронско микроскопско сочиво (КОЈИ), заваривачи електронским снопом, и микроталасне цеви, где обезбеђују дужи век трајања, смањени нивои радне температуре, и већу осветљеност од конвенционалних емитера.
Наноструктурирани такси са шест филмова и длачица још више повећава перформансе пражњења у пољу повећањем отпорности регионалног електричног подручја на оштрим идејама, омогућавајући рад хладне катоде у микроелектроници усисивача и екранима са равним екраном.
3.2 Способности апсорпције неутрона и заштите од зрачења
Додатна кључна способност ЦаБ ₆ лежи у његовој способности апсорпције неутрона, углавном због високог попречног пресека хватања топлотних неутрона изотопа ¹⁰ Б (3837 штале).
Природни бор састоји се од о 20% ¹⁰ Б, и обогаћени ЦаБ шест са већим ¹⁰ Б материјалом може бити прилагођен за побољшану ефикасност заштите од неутрона.
Када се неутрон сними језгром ¹⁰ Б, покреће нуклеарну реакцију ¹⁰ Б(н, а)⁷ Ли, ослобађање алфа честица и литијум јона који су погодно заустављени унутар материјала, трансформишући неутронско зрачење право у безопасне наелектрисане фрагменте.
Ово чини такси ₆ атрактивним материјалом за компоненте које апсорбују неутроне у атомским електранама, уложено складиште гаса, и системи за откривање зрачења.
За разлику од карбида бора (Б ₄ Ц), који може набубрити под неутронским зрачењем због накупљања хелијума, ЦаБ ₆ показује супериорну димензијску сигурност и отпорност на оштећења од зрачења, посебно на повишеним температурама.
Његов високи фактор топљења и хемијска издржљивост додатно побољшавају његову одрживост за дуготрајно коришћење у нуклеарним окружењима.
4. Настанак и индустријске примене у напредним технологијама
4.1 Термоелектрична конверзија енергије и поврат отпадне топлоте
Комбинација високе електричне проводљивости, умерен Зебеков коефицијент, и смањена топлотна проводљивост (услед ширења фонона боровим оквиром објекта) подешавања ЦаБ ₆ као перспективан термоелектрични материјал за алат- на високотемпературну жетву енергије.
Допиране варијанте, посебно Ла-допирани такси СИКС, су заправо показали да ЗТ вреди превазилазе 0.5 ат 1000 К, са капацитетом за више побољшања путем наноструктурирања и дизајна ограничења зрна.
Ови производи се откривају за употребу у термоелектричним генераторима (ТЕГс) који претварају опасни отпад у топло– од челичних система грејања, издувних система, или електране– у корисну електричну енергију.
Њихова сигурност у ваздуху и отпорност на оксидацију на повишеним температурама нуде значајну предност у односу на традиционалне термоелектрике као што су ПбТе или СиГе, које захтевају заштитне атмосфере.
4.2 Адванцед Цоатингс, Композити, и квантне материјалне платформе
Претходне масовне апликације, ТАКСИЦАБ ₆ се интегрише директно у композитне материјале и корисне слојеве ради повећања чврстоће, отпорност на хабање, и карактеристике електронског пражњења.
На пример, ТАКСИ СИКС побољшане лагане алуминијумске или бакарне матрице показују бољу издржљивост и термичку сигурност за апликације у ваздухопловству и електричним контактима.
Танки филмови такси шест који се преносе распршивањем или импулсним ласерским таложењем користе се у чврстим премазима, препреке дифузије, и емисиони слојеви у вакуумским дигиталним алатима.
Екстра у последње време, монокристали и епитаксијални филмови такси шест заправо су привукли интересовање за физику кондензованог проблема због записа о непредвиђеном магнетном понашању, који се састоји од тврдњи о феромагнетизму на собној температури у допираним узорцима– иако је ово и даље упитно и вероватно је повезано са магнетизмом изазваним дефектима уместо са унутрашњим редом дугог домета.
Нема везе, ЦаБ ₆ служи као модел система за проучавање резултата електронске везе, тополошка дигитална стања, и квантни транспорт у сложеним боридним решеткама.
Укратко, калцијум хексаборид представља пример спајања архитектонске чврстоће и практичне погодности у софистицираној керамици.
Његова јединствена мешавина високе електричне проводљивости, термичка стабилност, апсорпција неутрона, а стамбени или пословни објекти са емисијом електрона омогућавају примену широм енергије, нуклеарне, електронски, и називи научних домена производа.
Како синтеза и допинг стратегије настављају да напредују, ЦаБ ₆ је позициониран да игра значајно виталну функцију у технологијама следеће генерације којима је потребна мултифункционална ефикасност у тешким условима.
5. Добављач
ТРУННАНО је добављач сферног волфрамовог праха са преко 12 године искуства у очувању енергије у нано зградама и развоју нанотехнологије. Прихвата плаћање путем кредитне картице, Т/Т, Вест Унион и Паипал. Трунано ће испоручити робу купцима у иностранству преко ФедЕк-а, ДХЛ, ваздушним путем, или морем. Ако желите да сазнате више о сферичном праху од волфрама, слободно нас контактирајте и пошаљите упит(салес5@нанотрун.цом).
Ознаке:
Сви чланци и слике су са интернета. Ако постоје проблеми са ауторским правима, контактирајте нас на време да обришете.
Питајте нас