產品名稱:六硼化鈣(CaB6)
規格:0.8-10um(D50)
形貌:不規則
顏色:黑灰色
特點:高熔點、高強度、優異的電導率和防電磁輻射性能、低電子功函數、比電阻恒定
用途:耐火材料添加劑、脫氧除氣劑、核工業應用、自旋電子組件、原料制造、硼合金鑄鐵處理等領域
硼化鈣
分子式:CaB6
CAS編號:12007-99-7
性狀:黑灰色粉末
密度:2.33g/cm3
熔點:2230℃
六硼化鈣(又稱硼化鈣),是鈣和硼的化合物,化學式為CaB6。具有優良導電性、高硬度、化學穩定性和高熔點,是一種灰黑色固體、有光澤、不活潑的粉末,密度小。具有典型的金屬硼化物的立方結構,由6個硼原子的八面體單元與鈣原子結合。 CaB6和摻雜鑭的CaB6都表現出弱鐵磁性,No.:12007-99-7,顯微硬度是27GPa。相對密度2.33,熔點2200℃,努氏硬度為2600kg/mm2楊氏模量為379GPa純晶體電阻率大于2·10 10Ω·m。CaB6是能隙約為1.0電子伏特的半導體。在空氣中高溫下是穩定的,不溶于鹽酸、稀硫酸,不與水反應,能被氯、氟、硝酸、過氧化氫等強氧化劑所侵蝕,與堿反應很慢。
用 途:用作白云石炭和鎂白云石炭耐火材料的抗氧化、抗侵蝕和提高熱態強度的含硼添加劑。用作高導電紫銅提高導電率和強度的脫氧除氣劑。用作核工業防中子的新型材料。用作居理溫度900K的自旋電子組件中的新型半導體材料。用作制造三氯化硼(BC13)和無定形硼的原料。用作制造高純度金屬硼化物(TiB2、ZrB2、HfB2等)以及高純度硼合金(Ni-B、Co-B、Cu-B等)的原料。用作合金鑄鐵的脫硫除氧增硼
劑。用作硼鋼的脫硫除氧增硼劑,金屬熔煉的脫氧劑。
結構信息:六硼化鈣的晶體結構是立方晶格,晶胞中心是鈣,頂點是通過硼硼鍵連接的緊密規則的硼原子八面體形成的三維硼網絡。每個鈣都有24個最近鄰的硼原子。鈣原子以簡單的立方體堆積排列,因此在位于立方體頂點的八個鈣原子之間存在空穴。 通過引入八面體B6基團來擴展簡單的立方結構,該結構由鈣和六硼化物基團填充,描述六硼化鈣的另一種方式是具有金屬B6 2-八面體聚合陰離子的CsCl型結構,鈣原子占據Cs位點,B6八面體在Cl位點。 Ca-B鍵長為3.05Å,BB鍵長度為1.7Å。
43Ca的核磁共振NMR數據包含-56.0 ppm的δ峰和在-41.3 ppm的δ異,其中δ異最大峰寬度取為0.85,負偏移是由于高配位數。
拉曼數據:由于活動模式分別為A1g,Eg和T2g,硼化鈣在754.3、1121.8和1246.9cm-1處有三個拉曼峰。
屬性:CaB6曾由于具有各種特殊的物理性質,例如超導性、價態波動和近藤效應而被研究。然而,CaB6最顯著的特性是其鐵磁性。 它意外出現在高溫(600 K)和低磁矩。這種高溫鐵磁性的來源是稀釋電子氣的鐵磁相與硼化鈣中假定的激子態或樣品表面上的外部雜質的連接。雜質可能包括鐵和鎳 ,可能來自用于制備樣品的硼中。
制備方法:將氧化鈣和硼粉均勻混合干燥,并放入高溫反應爐中;高溫反應爐加熱處理前進行抽真空處理;在真空與惰性氣體保護條件下,使氧化鈣和硼粉高溫反應;將六硼化鈣陶瓷粉分離、提純;將分離提純的六硼化鈣陶瓷粉末進行球磨處理,得到均勻分散的六硼化鈣陶瓷粉末。本發明方法簡單、易實現,制造成本低廉,所制備的六硼化鈣陶瓷粉末顆粒小、分散均勻。
典型應用產品:
◆用作白云石炭和鎂白云石炭耐火材料的抗氧化、抗侵蝕和提高熱態強度的含硼添加劑。 CaB6可提高澆注料的各溫度段處理后的強度和體積密度
CaB6可促進澆注料的高溫致密化程度,使澆注料能夠獲得較好的抗氧化性和較高的高溫抗折強度和抗侵蝕性。 CaB6可以明顯改善鐵鉤澆注料的各種性能。當加入0.5%硼化鈣時,澆注料具有較好的綜合性能。
◆用作高導電紫銅提高導電率和強度的脫氧除氣劑。
◆用作核工業防中子的新型材料。
◆用作居理溫度900K的自旋電子組件中的新型半導體材料。CaB6導電性優良,功函數低,因此可用作熱陰極材料。
◆用作制造三氯化硼(BCl3)和無定形硼的原料。
◆用作制造高純度金屬硼化物(TiB2、ZrB2、HfB2等)以及高純度硼合金(Ni-B、Co-B、Cu-B等)的原料。 用CaB6作為原料制備其他硼化物 ,如六方氮化硼,超導性的 MgB2 等。
◆用作制造含觸媒劑鈣—硼氮化物(Ca3B2N4)和六方氮化硼的混合物,用其生產性能優異的晶體立方氮化硼。
◆用作硼合金鑄鐵的脫硫除氧增硼劑。
◆用作硼鋼的脫硫除氧增硼劑。
◆用作金屬熔煉的脫氧劑,無氧銅的優良脫氧劑,其脫氧能力經對比試驗結果表明六硼化鈣脫氧劑高于銅硼合金和磷銅,且對銅液有凈化作用,對銅基體有增強作用,對銅液無污染,六硼化鈣加入量>0.60%時可使銅液含氧量降至<20×10-6,達到國內一級無氧銅標準。六硼化鈣對銅的電導率影響很小,六硼化鈣加入量范圍(0.69%~1.12%)內,銅的相對電導率在88%~91.6%范圍內。隨六硼化鈣加入量的增加,銅的抗拉強度持續提高,伸長率先升后降,在六硼化鈣加入量為0.88%時達最大值。
◆工程陶瓷用微粉及添加劑
CaB6作為特種陶瓷和特陶添加劑方面的應用:CaB6可以作為添加劑用于某些硼化物、碳化物陶瓷的燒結過程,一方面可以改善陶瓷的各項物理、化學性能。例如:以超細TiB2為基體,加入CaB6作為第二相,熱壓后,由于Ca的溶解而阻止了晶粒的生長,使這類材料具有極高的顯微硬度和彎曲強度。六硼化鈣具有極高的熔點、硬度、強度、化學穩定性,良好的電磁性能和極強的中子吸收能力等優異性能,使其在耐火耐磨材料、復合材料、陶瓷材料、半導體材料以及核控制材料中得到了良好的應用。涂料添加劑及加入CaB6的鋁鎂合金等。
◆硼化鈣用于制造硼合金鋼和作為脫氧試劑無氧銅的生產。后者由于硼在銅中的低溶解度導致比常規磷脫氧銅更高的導電性。CaB6還可用作高溫材料、表面保護、磨料、工具和耐磨材料。
◆CaB6也是n型熱電材料的有希望的候選者,因為其功率因數不小于普通熱電材料Bi2Te3和PbTe的功率因數。
注意事項:硼化鈣對眼睛、皮膚和呼吸系統有刺激性。本產品處理時應使用適當的防護眼鏡和防護服。切勿將硼化鈣倒入排水管或向其中加水。