基本内容

六硼化镧(LaB6)

因B6八面体网络需两个电子稳定其结构，La的三个价电子会有一个富裕，LaB6表现为金属导体。金属导体LaB6纳米材料的表面等离子体共振吸收在1000nm左右，这可弥补ITO(氧化铟锡)等红外阻隔材料在近红外区域阻隔效果差的缺点，使LaB6成为一种重要的红外阻隔材料。由于LaB6结构中B原子间强烈的共价键，形成紧密的空间网络，使之具有低挥发性，低逸出功，高 熔点、高强度和高稳定性等特点，使之成为重要的场发射材料，广泛的用在电镜灯丝等尖端仪器上。其密度为4.7g /cm^3。B-La元素之间有多种化合物，如LaB2，LaB4等等，其中比较稳定的是LaB6。

传统上LaB6主要通过1000 °C以上经元素直接化合，碳热还原，硼热还原自蔓延等手段得到。

LaB6在电子行业有诸多的应用，其场发射性能较W等材料好，已经广泛的用于电子显微镜等方面。目前文献报道指出LaB6具有超导性能，但温度很低，在1K左右。

由于LaB6具有许多优越的性能，如、电子发射强度大、抗辐射性强、高温化学稳定性好等。该材料在军事上以及许多高科技领域有广泛用途，可用于雷达、航空航天、电子工业、仪器仪表、医疗器械、家电、冶金等多种行业。其中硼化镧单晶是制作大功率电子管、磁控管、电子束、离子束、加速器阴极的最佳材料。 图1 LaB6的晶体结构模型Figure 1.1 Crystal structure model of LaB6

物化性质

分子结构

性质：红紫色固体。等轴晶系。密度2.61g/cm3。熔点2715℃。高于熔点则分解。常温下不溶于水和酸。将三氧化二镧及硼砂溶解在一种合适的熔盐里，并在高温下利用石墨阳极电解，将六硼化镧沉积在石墨或钢制的阴极上。由于具有熔点高、热电子放射性能高的特点，在核聚变反应堆、热电子发电等方面可替代高熔点金属和合金。

六硼化镧LaB6属低价态硼和稀有金属元素镧组成的无机非金属化合物，具有特殊的晶体结构和硼化物的基本特性。LaB6相在镧-硼系统相图上只占有一片狭小的相区(含B的质量分数为85．7％～89％)，含B85.8％时为蓝色(含B88％时为紫色)，密度4.719／cm3，晶格常数为4.157A，室温电阻15～27μΩ，维氏硬度为27.7GPa，功函数为2.66eV，发射常数为29A/cm2·K2。从材料特性上，六硼化镧属于金属难熔化合物；从化学成分上看，属于陶瓷材料。六硼化镧材料从应用领域来看，可分为粉体、多晶体及其复合材料等形态。

六硼化镧不透明，在干燥时呈现出淡红紫色，潮湿时呈现出深红色。

六硼化镧具有立方晶体结构，具有硬度大，电导率高，熔点高和化学稳定性好，高温下蒸发率低、发射电流密度大等优异性能，已在电子显微镜、电子束焊接、放电管等需要大发射电流的领域获得应用。

表1LaB6基本物理性能参数

Table1.1 The Basic Physical Parameters of LaB6

独特性能

六硼化镧的晶体结构决定了它的一系列独特性能：

1）由于硼原子之间强大的键结合力（晶格常数4.145Å），故为难熔化合物，熔点为2210℃。

2）化学性质很稳定，不与水、氧，甚至也不与盐酸反应；在室温下，只与硝酸和王水反应；在600～700℃时氧气才会发生氧化。