六硼化鑭的基本特性
LaB6(屬低價態(tài)硼和稀有金屬元素鑭組成的無機非金屬化合物)，具有特殊的 晶體結構和硼化物的基本特性。LaB6相在鑭-硼系統(tǒng)相圖上只占有一片狹小的相區(qū) (含B的質量分數(shù)為85.7%～89%)[6]，含B85.8%時為藍色(含B88%時為紫色)，密度 4.71g/cm3，晶格常數(shù)為4.157?。從材料特性上，SRM 660c 六硼化鑭粉末屬于金屬難熔化合物； 從化學成分上看，屬于陶瓷材料。六硼化鑭材料從應用領域來看，可分為粉體、 多晶體及其復合材料等形態(tài)。
在常溫下，LaB6陰極材料只和HNO3等強酸產(chǎn)生作用，而與O2、H2O以及 HCl 等弱酸不發(fā)生反應，具有良好的化學穩(wěn)定性[7]。在空氣氛中，當溫度升高到601 ℃以上時LaB6材料才逐漸被氧化；當溫度處于601～900℃區(qū)域，LaB6材料的氧化 速率逐漸提高；當溫度處于901℃以上時，溫度的升高會引起LaB6材料氧化速率 的明顯提高[8]。在真空氣氛中，LaB6材料易于和其他物質或氣體反應，形成低熔 點的物質；在高溫下，形成的物質會不斷揮發(fā)使六硼化鑭晶體低逸出功面暴露在 發(fā)射面上，進而使六硼化鑭具有優(yōu)異的抗中毒能力。
當LaB6陰極被加熱到較高溫度時，表面的金屬鑭原子因蒸發(fā)損失產(chǎn)生空位， 而內部的金屬鑭原子也會相應的擴散出來補充空位，使硼框架結構保持不變，這一性質使LaB6陰極蒸發(fā)損失降到最.低程度，并同時保持一個活性陰極表面。
六硼化鑭晶體結構
SRM 660c 六硼化鑭粉末 晶體具有立方晶系結構，屬于 CsCl 結構（如圖 1.1），體積小的 B 原子 呈正八面體結構排列將體積大的 La 原子包圍在框架中。立方體每個頂點都含一 個由 B 原子框架形成的八面體，它們之間以頂點相互連接，每個 B 原子連接另外 5 個 B 原子，B-B 之間屬于共價鍵，而且 La-B 之間屬于金屬鍵，具有良好的電導 率[6]。B 原子之間的共價鍵，鍵長短、鍵能高，使 LaB6 晶體具有硬度大，熔點高 和化學穩(wěn)定性好等優(yōu)點，是一種難熔的非金屬化合物。
六硼化鑭的性能特點
LaB6作為陰極材料其中一個很重要的特性，是其具有發(fā)射電流密度大和高溫 下蒸發(fā)率低的特點，在相同發(fā)射電流密度下，LaB6陰極材料高溫下的蒸發(fā)率要低 于一般陰極材料，如與鎢陰極相比，在同等發(fā)射電流密度下，LaB6陰極的蒸發(fā)率 要遠低于鎢陰極蒸發(fā)率[9]，而且低的蒸發(fā)率是延長陰極使用壽命的重要因素。
SRM 660c 六硼化鑭粉末材料也具有低功函數(shù)特性，例如以熱游離發(fā)射式掃描電子顯微鏡中所用 到的六硼化鑭陰極，就是利用高溫條件下使電子有足夠的能量克服功函數(shù)而發(fā)射， 因此，LaB6的低功率函數(shù)可以在低溫(1300℃)下進行，同時可降低材料的揮發(fā)， 亮度更高，但是此時LaB6材料本身的活性強、活化能小，需要在真空度較好的環(huán) 境下操作，進而增加了LaB6材料研制和應用成本。
除此之外，LaB6陰極還具有電導率高、熱膨脹率低、耐離子轟擊、耐強電場 和抗輻射能力強等優(yōu)點，其基本物理性能見表1.1所示。
SRM 660c 六硼化鑭粉末陰極以其*的性能，已經(jīng)漸漸取代了部分鎢陰極在工業(yè)中的應用，表 1.2是長1.6cm，橫截面積為1mm2 的桿狀LaB6陰極在不同溫度下的發(fā)射性能、使用 壽命等與鎢陰極的比較[10]。
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