어떻게에게높은 준비를 하다성능 l안탄헥사보라이드(LaB6)
란탄 헥사보라이드(LaB6)는 현재 최고의 핫 캐소드 재료로 인정받고 있으며, 낮은 이탈 작업, 우수한 화학적 안정성, 높은 융점, 높은 경도, 높은 방출 전류 밀도 및 강한 이온 충격 저항의 특성을 가지고 있습니다. LaB6는 광범위한 응용 분야를 가지고 있으며 레이더, 항공 우주, 전자 산업 등 20개 이상의 군사 및 첨단 기술 분야에서 성공적으로 사용되었습니다. 이 시리즈의 제품은 주로 분말, 다결정 및 단결정의 세 가지 종류를 포함합니다. 특히 란탄 헥사보라이드 단결정은 고출력 전자관, 마그네트론, 전자빔, 이온빔 및 가속기 음극을 만드는 데 가장 적합한 재료입니다.
물리적 및 화학적 특성 라비6
육붕화란탄의 존재 범위: B 85.8-88 (중량)%를 함유하고 있으며, B 85.8%를 함유하면 보라색, B 88%를 함유하면 파란색입니다. 밀도는 4.7g/cm3, 실온 저항은 15-27 μΩ, 비커스 경도는 27.7 GPa, 일함수는 2.66 eV, 방출 상수는 29A/입니다.센티미터2·K2.
란탄 헥사보라이드는 불투명하며 건조하면 밝은 붉은 보라색으로 보이고, 습하면 진한 붉은색으로 보입니다. 란탄 헥사보라이드는 그림 1과 같이 입방 결정 구조를 가지고 있습니다.
그림 1 LaB6의 결정 구조
그림으로부터 란탄헥사보라이드의 입방정 결정의 구조적 특성은 다음과 같다는 것을 알 수 있다.
1) 붕소 원자는 더 큰 란탄 원자를 포함하는 3차원 입방체 틀 구조를 형성합니다.
2) 붕소 골격은 팔면체이고, 정육면체의 각 꼭짓점에는 붕소 원자 골격으로 형성된 팔면체가 있으며, 각 팔면체는 꼭짓점으로 서로 연결되어 있습니다.
3) 각 붕소 원자는 5개의 붕소 원자와 인접해 있으며, 4개는 팔면체 내부에 있고 1개는 입방체의 주축 방향에 있어서 배위수가 5인 동극성 격자 구조를 나타냅니다.
4) 각 붕소 원자는 5개의 결합에 할당된 3개의 원자가전자를 가지고 있습니다.
5) 붕소 격자에 갇힌 금속 원자의 배위수는 24이다.
붕소화물의 결정 구조는 고유한 특성을 결정합니다.
1) 붕소 원자 사이의 강한 결합력(격자상수 4.145Å)으로 인해 녹는점이 2210도인 내화성 화합물입니다.
2) 실온에서는 질산과 왕수와만 반응합니다. 산소는 600-700도에서만 산화됩니다.
3) 특정 온도 범위 내에서 팽창 계수는 0에 가까워진다.
4) 공기 중에서의 안정성이 우수하며, 사용 중 표면 오염은 진공 열처리를 통해 복원이 가능합니다.
5) 이온 충격에 대한 저항성이 우수하고 높은 전계 강도를 견딜 수 있습니다.
6) 금속 원자와 붕소 원자 사이에 원자가 결합이 없기 때문에 금속 원자의 원자가 전자는 자유롭다. 따라서 붕소화물은 높은 전도도를 갖고, 란탄 헥사붕소화물의 저항은 금속 납의 저항과 거의 같다. 저항률의 온도 계수는 양수이다.
7) 헥사보라이드가 고온에서 내화성 금속과 접촉하게 되면 붕소가 금속 격자로 확산되어 금속과 간극 붕소 합금을 형성합니다. 동시에 붕소 골격이 붕괴되어 금속 원자가 증발합니다.
8) 붕소화물을 일정 온도까지 가열하면 결정 표면에 있는 금속 원자는 증발하지만, 격자 내부에서 확산되는 금속 원자에 의해 즉시 보충되고, 붕소 골격은 변하지 않아 표면 활성 물질의 손실을 최소화합니다.
위의 장점으로 인해 LaB6는 현대 기술로 전자 부품으로 만들어졌으며 토목 및 방위 산업에서 널리 사용되었습니다.
1) 전자 방출 음극. 전자 이탈 작업이 낮기 때문에 중간 온도에서 가장 높은 방출 전류를 가진 음극 재료를 얻을 수 있으며, 특히 고품질 단결정은 고출력 전자 방출 음극에 이상적인 재료입니다.
2) 고휘도 점광원.
3) 높은 안정성과 장수명 시스템 구성 요소. 우수한 종합적 성능으로 전자빔 조각, 전자빔 열원, 전자빔 용접 건, 가속기 등 다양한 전자빔 시스템에 적용하여 엔지니어링 분야에서 고성능 구성 요소를 생산할 수 있습니다.
준비중 인 라비6
(1)LaB6분말의 제조
1) 순수원소 합성법
이 방법은 초기 연구 방법으로, 상태도 연구에는 적합하지만 실제 생산 응용 프로그램에는 적합하지 않습니다.
2) La를 포함하는 화합물 및 B를 포함하는 화합물의 합성
이 방법은 산업적인 방법이며, 반응물에 따라 다양한 반응식이 존재합니다.
3) 순수한 B를 이용한 La화합물 환원
(2)LaB6 다결정 재료의 제조
LaB6 다결정은 일반적으로 소결 및 열간 압착 방법으로 제조됩니다. 샘플에 공극이 있는 상황에서는 소결을 사용하여 제조할 수 있습니다. LaB6, ZrB2 또는 ZrC 도가니를 사용하여 소결합니다. B의 침투를 방지하기 위해 B 도가니를 사용하지 않는 것이 좋습니다. 일반적으로 수소 분위기에서 소결합니다. 열간 압착 압력은 400atm, 온도는 2000도, 유지 시간은 1-2시간입니다. 빌릿의 크기는 일반적으로 φ 100mm × 30mm입니다.
(3)LaB6 단결정의 제조
현재 단결정의 제조방법은 구역용융법, 용매법, 기상법으로 요약될 수 있다.
1) 존 멜팅법
구역 용융법은 희토류 붕소화물 단결정을 제조하는 데 가장 일반적으로 사용되는 방법입니다. 사용할 때라비6전극 방사 물질로서 고순도의 단결정을 제조하는 것이 필요하다. LaB6의 불순물과 방출 전극으로서의 수명 사이에 정확한 관계는 발견되지 않았지만, 순도가 높을수록라비6, 서비스 수명이 길어질수록. 따라서 고순도 재료를 준비하는 것은 매우 의미가 있습니다.
고순도를 제조하기 위해서는라비6, 일반적으로 도가니가 없는 현탁 구역 용융 방법이 채택되며, 그림 2와 같이 불활성 가스로 보호됩니다.
그림 2 존 멜팅법의 개략도
단결정을 제조하기 위한 구역 용융 방법에는 고주파 가열, 전자빔 가열, 아크 가열 및 레이저 빔 가열이 포함됩니다.
2) 용매법
용매법은 단결정을 제조하는 기본방법이기도 하다라비6, 여기에는 두 가지 방법이 포함됩니다: 알루미늄 용매법과 희토류 용매법. 두 가지 방법은 비슷하지만, 후자는 아래 다이어그램에서 볼 수 있듯이 알루미늄 대신 희토류 원소를 사용합니다.
그림 3 알루미늄 용매법의 개략도
3) 기체상 침전법(CVD)
기체상 침전법은 기체 물질을 사용하여 고체 물질 표면에서 화학 반응을 일으켜 고체 침전물을 생성하는 공정입니다. 원리의 개략도는 다음과 같습니다.
그림 4 CVD법 원리의 개략도
CVD법에 의한 LaB6 생산에 적용 가능한 화학 반응식은 다음과 같습니다.
HNRE는 붕소 카바이드 원료의 전처리와 LaB6 분말의 화학적 정제를 통해 순도 99% 이상의 LaB6 분말을 성공적으로 만들었습니다. 또한 고밀도 LaB6 다결정 블록을 위한 온도-압력 이중 구배 소결 공정도 개발했습니다. 다결정 벌크의 밀도는 95% 이상이며 입자 크기는 약 20μm입니다. LaB6 다결정 블록으로 만든 당사의 중공 음극은 높은 방출 전류 밀도, 긴 음극 수명 및 안정적인 음극 성능의 특성을 가지고 있습니다.