Гексаборид церия
- от объёма, заполните заявку
Гексаборид церия (CeB6) — тугоплавкое керамическое соединение редкоземельного элемента с бором. Выпускается в виде порошка тёмно-синего цвета с характерным металлическим блеском; частицы имеют кубическую кристаллическую решётку. Основная область применения — производство термоэлектронных катодов для высоковакуумных приборов.

Физические свойства гексаборида церия CeB6
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Химическая формула | CeB6 |
| CAS | 12008-02-5 |
| Молярная масса | 204,99 г/моль |
| Плотность | 4,80 г/см3 |
| Температура плавления | 2552 °C |
| Кристаллическая структура | Кубическая (Pm3m) |
| Работа выхода | ~2,5 эВ |
| Рабочая температура катода | ~1450 °C |
| Растворимость в воде | нерастворим |
Гексаборид церия — металлокерамика с электрической проводимостью, характерной для металлов. Сочетание тугоплавкости, низкой работы выхода и высокой эмиссионной эффективности делает CeB6 одним из ведущих катодных материалов для работы в высоком вакууме.
Химическая стойкость и допустимые рабочие среды
Гексаборид церия не растворяется в воде и органических растворителях. Устойчив к действию большинства неокисляющих кислот, в том числе соляной и серной. Реагирует с азотной кислотой (кроме концентрированной) и царской водкой.
Класс допустимых сред для CeB6:
- нейтральные среды;
- восстановительные атмосферы;
- высокий вакуум — основная рабочая среда для катодных применений.
В окислительных средах при повышенных температурах материал разрушается. Именно поэтому катоды из CeB6 эксплуатируются исключительно в вакуумных условиях.
Состав порошка гексаборида церия
Теоретический стехиометрический состав CeB6: церий — 68,4%, бор — 31,6%. Для порошков, поставляемых в коммерческих целях, типичные требования к чистоте: содержание церия — не менее 67,4%, бора — не менее 31%, углерода — не более 0,1%. Наличие прочих неорганических и органических примесей нормировано в зависимости от квалификации (ч, ч.д.а., ос.ч.).
Применение гексаборида церия: термоэлектронные катоды
Основная область применения CeB6 — изготовление горячих катодов и покрытий горячих катодов для высоковакуумных электронных приборов. Работа выхода порядка 2,5 эВ обеспечивает высокую плотность тока эмиссии уже при температурах около 1450 °C. По сравнению с вольфрамовыми катодами:
- яркость электронного пучка в ~10 раз выше;
- ресурс в 10–15 раз больше.
Сравнение CeB6 с LaB6
Гексаборид церия нередко рассматривается в паре с гексаборидом лантана (LaB6) как альтернативный катодный материал. Ключевые различия, влияющие на выбор:
| Параметр | CeB6 | LaB6 |
|---|---|---|
| Работа выхода | ~2,5 эВ | ~2,5 эВ |
| Скорость испарения при T < 1850 K | ниже | выше |
| Скорость испарения при T > 1850 K | сравнима / выше | сравнима |
| Стойкость к углеродному загрязнению | выше | ниже |
| Ресурс катода | на ~50% больше | базовый |
Преимущество CeB6 по ресурсу обусловлено повышенной стойкостью к углеродному загрязнению поверхности эмиттера — одной из главных причин деградации LaB6-катодов. При рабочих температурах ниже 1850 K (1577 °C) CeB6 дольше сохраняет оптимальную форму заточки.
Области применения катодов CeB6
Катоды и покрытия катодов на основе гексаборида церия применяются в следующих типах оборудования:
- электронные микроскопы — сканирующие (СЭМ) и просвечивающие (ПЭМ);
- рентгеновские трубки высокой мощности;
- установки электронно-лучевой сварки (ЭЛС);
- системы электронно-лучевой литографии;
- СВЧ-приборы вакуумной электроники — клистроны, лампы бегущей волны (ЛБВ);
- лазеры на свободных электронах.
Для всех перечисленных применений общее требование — работа в высоком вакууме. Использование CeB6 в газоразрядных приборах не предусмотрено: принцип работы катода — термоэлектронная эмиссия, несовместимая с газовой средой.
Форма поставки порошка CeB6
Порошок гексаборида церия поставляется в различных гранулометрических фракциях в зависимости от технологических требований: крупнозернистые порошки используются в плазменном и газотермическом напылении, мелкодисперсные — в производстве спечённых катодных блоков и мишеней для магнетронного распыления. Стандартные фракции и квалификации уточняются при оформлении заявки.
Подробнее о редкоземельных соединениях церия — в описании металлического церия ЦеМ-1. Другие керамические порошки на основе боридов редкоземельных элементов представлены в разделе борид гадолиния.
Помогаем найти редкие марки сплавов
643 · Fox FFB-A · ZnAl · B 564 (N 06600) · A6061TDS · SF A5.14 (EQNiCrFe-7A) · L50131 · ISO AC-Al Si7Cu2 · SB 338 Grade 11 · B 148 (C 95800) · J463 (C 63000) · A23840 · Ni 6045 · CuSi3 · B Ni 8065 · AG 107 · A 928 (S 32750)