LaB6热阴极陶瓷材料的研究进展

简要介绍了目前LaB6材料的研究现状及其用途，综述了国内外LaB6陶瓷粉末、多晶体、单晶体的制备工艺，并展望了LaB6材料的发展前景。     

悬浮区域熔炼法制备REB6（LaB6、CeB6）单晶体及其表征

采用区域熔炼法成功制备出了高质量、高纯度、大尺寸的LaB6、CeB6单晶体。系统分析了制备过程中每个参数对晶体生长的影响,确定了晶体成长最佳工艺:(1)LaB6:转速为30r/min,生长速度为8～10mm/h,两次区熔;(2)CeB6:转速为30r/min,生长速度15～20mm/h,一次区熔。然后对晶体进行表征,主要方法有单晶衍射、断面扫描、拉曼衍射、摇摆曲线。由此可知悬浮区域熔炼法是制备高质量、高纯度、大尺寸REB6的最佳方法。     

单晶六硼化镧的制备及主要应用

六硼化镧（LaB6）是一种理想的阴极材料。介绍了LaB6单晶的制备方法及晶体结构特征，讨论了LaB6晶体在摘要热阴极和场发射阵列阴极方面的性能及应用情况。     

LaB6薄膜的制备工艺研究

分别用电子束蒸发和电泳的方法在不同的衬底上制备出了LaB6薄膜,用扫描电镜（SEM）对样品表面形貌进行了分析,同时利用x射线衍射（XRD）分析了成膜参数衬底温度以及退火处理对LaB6薄膜结晶性能的影响。结果表明,所得样品为LaB6多晶薄膜,合适的衬底温度和退火处理能够提高LaB6薄膜的结晶质量。并对两种成膜方式进行了比较。     

常压固相反应合成LaB6粉末及其反应机理

以La2O3和B4C为原料,在常压下合成了LaB6粉末.计算了常压合成LaB6的热力学条件,采用XRD、SEM、激光粒度分析表征了不同温度和保温时间合成的LaB6粉末的物相组成、颗粒形貌和粒度分布,探讨了LaB6粉末的合成反应机理.结果表明,常压下1650℃保温2h的产物经酸洗后,能得到纯度为99.22%具有立方体结构的LaB6粉末.当La2O3颗粒尺寸远小于B4C时,合成过程中LaB6首先在B4C表面生成,随温度升高和保温时间延长,未反应的La2O3和LaBO3通过LaB6壳不断扩散到B4C核表面直至反应完全.合成LaB6粉末的初始形貌和尺寸主要取决于反应物B4C原料.     

两段焙烧法制备六硼化镧工艺研究

研究了以氧化镧(La2O3)、氧化硼(B2O3)和石墨(C)为原料采用两段焙烧工艺制备六硼化镧(LaB6)粉末的工艺路线。首先采用TG-DTA测试确定了La2O3、B2O3、C原料在室温至1100℃下的反应情况,随后采用X射线衍射分析了低温段(1100~1500℃)和高温段(1500~1700℃)的反应温度和保温时间对产品相组成的影响,从而确定两段焙烧法制备LaB6的工艺流程及参数,最后采用扫描电镜和ICP-MS分析方法分析了产品LaB6粉末的颗粒尺寸、形貌及纯度。实验结果表明,采用La2O3-B2O3-C体系制备LaB6,在1300℃保温4h,将原料B2O3中的B元素转化进入中间体,随后在1700℃高温反应4h可得到紫红色LaB6粉末,测试结果显示LaB6的含量大于99.9%,其中La和B的原子比为1∶6,粒径约为2μm。     

锌单晶的制备及其电化学行为的研究

通过坩埚下降法制备了单晶锌,同时采用XRD分析了所生长锌单晶体的取向,并应用循环伏安法对比研究了单晶体解理面、单晶表面偏离晶面以及多晶体的电化学性能.分析了锌单晶生长的主要工艺参数,并从理论上初步讨论了其影响因素.循环伏安图表明,单晶体电极的循环可逆性比多晶体更好,锌单晶电极的活性比多晶体要小,因此还原时电沉积电流密度比多晶体低.     

碘化铅单晶生长及探测器的研究进展

PbI2单晶体是性能优异的室温半导体核辐射探测器新材料。主要介绍了PbI2晶体生长技术及其室温核辐射探测器研究发展的最新动态,综述了PbI2晶体的3种主要生长方法(气相法、熔体法和凝胶法)的原理和优缺点,重点阐述了熔体法生长PbI2晶体的影响因素及研究进展,提出了PbI2单晶制备技术存在的主要问题和今后的发展方向。     

区域熔炼结晶时Mo-Re合金单晶亚结构形成Ⅱ晶体碎化

俄罗斯学者介绍了工程结构合金Mo-47wt%Re单晶体区域熔炼结晶时亚结构形成的研究结果,先前的研究多注重单晶体树枝状晶胞形貌及其纵横向纤维结构不均匀性,而本实验中对熔区移动速度(V),结晶前沿形状对单晶内更粗大的嵌镶块大小和取向差的影响进行研究.研究中采用电子束区域熔炼制备了Mo-47wt%Re合金,直径为φ10mm～12mm,取向为[001]单晶体.     

单晶水平定向凝固法

水平定向凝固法是制备低位错单晶体的重要方法,论述了水平定向凝固法的优点和缺点,并报道了水平定向凝固法的特点,温度分布,以及水平定向凝固法的数字模拟的方面的工作.     

硼化物自生复合材料的制备

用电子束悬浮区熔法制备了LaB₆-ZrB₂共晶自生复合材料,其组织为LaB2基体上均匀分布着直径为0.2～1.1μm的ZrB₂纤维.单位面积上的ZrB₂纤维数可达到10₈根/cm2.     

La1-xNdxB6单晶的制备及热电子发射性能

以LaB_6和NdB_6粉末为原料,采用区域熔炼法成功制备了大尺寸、高质量的多元稀土六硼化物La_(1-x)Nd_xB_6(x=0.1~0.3)单晶,并测试了该系列单晶(100)晶面的热电子发射性能。本实验制备的单晶长度大于40mm,直径大于4mm。单晶衍射、劳埃照片、晶面摇摆曲线、单晶断口扫描等检测结果表明单晶质量较高,热发射测试结果表明在1 873K、4 000V下,单晶零场电流发射密度随着Nd含量增加从6.01A/cm~2降为4.83A/cm~2,有效逸出功从2.88eV增大到2.95eV。     

The effect of preheating inductor electromagnetic field frequency on temperature gradient in the process of silicon single-crystal growth

The process of obtaining a silicon single crystal grown with crucibleless zone melting and heated with the use of a preheating inductor is studied. The preheating inductor electromagnetic field strength and temperature gradient within the single crystal are simulated.     

Cluster ions in the field evaporation spectra of lanthanum hexaboride measured at room and elevated temperatures

The field evaporation of LaB₆ single crystal was studied by the atom probe method at room temperature and at elevated (1145–1260 K) sample point temperatures. The field evaporation spectra of LaB₆ showed a surprisingly large variety of cluster ions: ion species of the LaB _n ^+m type (n=1–9; m=1–4) and La₂B _n ^+m type (n=1–15; m=2, 3) were observed at room temperature, and doubly charged ions of the LaB _n ⁺² type (n=1–5) were observed in the high-temperature spectra. The physical aspects of this phenomenon are discussed.     

微观尺度下单晶铜熔点多因素影响的分子动力学模拟研究

基于分子动力学方法,利用嵌入原子势(EAM)函数,在微观尺度下研究了影响单晶铜熔点的多种因素。首先利用势函数计算单晶铜的晶格常数和弹性常数,以此验证本研究所采用势函数的准确性,然后利用能量体积法、径向分布函数法和键对分析技术对模拟得到的结果进行分析,测得单晶铜熔点约为1 380K。分析了模型大小、升温速率、晶体缺陷对铜熔点的影响,研究发现模型大小、升温速率对熔点的影响不大,随着升温速率的增大,达到熔点所需的时间越短。晶体缺陷的存在使金属材料晶格点阵稳定性下降,熔化需要的热量减少,熔点相应降低,与实际熔点情况一致。     

移动加热器法晶体生长工艺的研究进展

移动加热器法被认为是一种切实可行的生长大尺寸、高质量单晶体的方法,它结合了液相外延和区熔提纯的优点.本文阐述了移动加热器法晶体生长的基本原理、优缺点,综述了相关加热方式、晶体生长过程中的质量输运和热交换,并探讨了工艺条件(如重力场、磁场、强迫对流等和晶体生长速率)对移动加热器法生长晶体过程与晶体质量的影响,最后对移动加热器法的发展趋势进行了展望.     

Creating standard resistors based on germanium and silicon single crystals grown under microgravity conditions

Requirements on the creation of standard resistors (SRs), which are necessary for the calibration of microprobe complexes used for the diagnostics of electrical homogeneity of single crystal semiconductors, are considered. SR prototypes have been created based on Sb-doped Ge single crystals grown by float zone melting under microgravity conditions aboard the Photon series satellites, in which the inhomogeneity of the resistivity distribution does not exceed 1%. The main factors influencing the homogeneity of doping for Ge and Si crystals grown from melt under orbital flight conditions are formulated; methods for the optimization of this technological process are described.