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硼热还原法制备六硼化镧粉末

2022-12-09 14:56:28

六硼化镧是稀土元素镧与非金属元素硼形成的稀土硼化物, 分子式 LaB6, 又称硼化镧, 密度 4.7 g/cm3, 质硬而脆 。从化学成分上看, 硼化镧属于无机非金属材料 ;

从材料特性上, 属于无氧类金属难熔化合物;从用途上, 属于信息材料 。常温下, 六硼化镧产品有三种形态 :粉末状、多晶体和单晶体, 各有各的用途。

六硼化镧拥有很多奇异的性能, 如熔点高 (约为 2 713 ℃), 电子发射强度大, 抗辐射性强 、高温化学稳定性好等。该材料在军事上以及许多高科技领域有广泛用途, 可用于雷达 、航空航天 、电子工业、仪器仪表 、医疗器械 、家电、冶金、环保等多种行业 。其中硼化镧单晶是制作大功率磁控管、电子束、离子束 、加速器阴极的ZUi佳材料。

现在六硼化镧的制备一般是碳化硼热还原法制备, 其反应式为:La2O3 +3B4 C 2LaB6 +3CO。由于该反应引入了碳化硼作为反应原料, 产品中碳含量很难控制, 且由于碳化硼硬度高, 粒度大,很容易产生混料不均匀现象, 使产品化学成分发生偏离。二是元素合成法, 采用高纯硼粉和金属镧作为原料, 得到高纯的产品, 此方法合成纯度高, 工艺容易控制, 但二种原料价格昂贵, 使其成本很高。三是自蔓延高温合成法, 使用的原料为镁粉、氧化镧、三氧化二硼, 这是所有方法中Wei一不需使用高温设备的方法, 能源成本较低, 但这个方法的缺点是后处理工序较烦琐, 产品纯度稍低, 但其粒度方面比较有优势 。四是拟采用的方法, 即在ZUi近才在文献中公开的方法, 即卤化物硼热还原法, 该方法使用氯化镧、硼粉作为反应原料, 得到的产物是六硼化镧和气相产物氯化硼, 产物物相单一, 处理起来相对容易, 也比较容易得到较高的纯度。

纳米六硼化镧(Nano-LaB6)具备电子发射强度大、抗辐射性强、高温化学稳定性好等许多优越的性能,该材料在军事上以及许多高科技领域有广泛用途,可用于雷达、航空航天、电子工业、仪器仪表、医疗器械、家电、冶金等多种行业。其中硼化镧单晶是制作大功率电子管、磁控管、电子束、离子束、加速器阴极的较佳材料。

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