Бориды LaB6 в Минске

Бориды LaB6 — гексаборид лантана для эмиттеров и высокотемпературных узлов

Гексаборид лантана LaB6 — тугоплавкое керамическое соединение с кубической решёткой типа CaB6, пространственная группа Pm3m. Температура плавления — около 2715 C, микротвёрдость по Виккерсу — 25–28 ГПа, работа выхода электронов — 2,4–2,7 эВ при эмиттерной температуре 1500–1700 C. Именно низкая работа выхода в сочетании с термостойкостью делает LaB6 базовым материалом термоэмиссионных катодов вместо вольфрама и гексаборида церия.

Технические характеристики

Марки и формы выпуска

• LaB6 монокристаллический — стержни и пластины для катодов электронно-лучевых пушек.
• LaB6 поликристаллический горячепрессованный — тигли, диафрагмы, сопла.
• LaB6-C композиты — армированные углеродным волокном пластины для электроэрозионных электродов.
• Порошок LaB6 фракции 1–5 мкм — наполнители жаростойких покрытий.
• LaB6 с добавкой ZrB2 или SiC — спечённые изделия с повышенной трещиностойкостью.

Применение в оборудовании

Монокристаллические катоды LaB6 устанавливают в растровые электронные микроскопы, электронно-лучевые сварочные установки и рентгеновские трубки, где требуется яркость эмиссии свыше 10 А/(смср) при ускоряющем напряжении 20–200 кВ. В установках электронно-лучевой плавки и напыления LaB6-катоды работают в вакууме 10–10 Па, выдерживая циклический нагрев без испарения вольфрама на подложку.

Поликристаллические тигли из LaB6 применяют в установках металлизации испарением алюминия и в реакторах получения монокристаллов GaAs и GaN, где контакт с расплавом при 1200–1500 C исключает загрязнение кремнием и углеродом. Диафрагмы и сопла LaB6 используют в плазмотронах и МГД-генераторах как элементы, стойкие к эрозии в потоке ионизированного газа.

Эксплуатационные ограничения

LaB6 окисляется на воздухе выше 800 C с образованием La2O3 и B2O3, поэтому эксплуатация возможна только в вакууме или инертной среде. При нагреве в водороде выше 1000 C происходит восстановление с потерей стехиометрии и падением эмиссии. Термоциклирование свыше 200 циклов в диапазоне 20–1600 C вызывает растрескивание поликристалла по границам зёрен.

Вопросы и ответы