Исследователи молодежной лаборатории перспективных материалов энергетической отрасли Томского политехнического университета (ТПУ) разработали простой и экономичный способ получения порошка гексаборида лантана — важного материала для катодов электронных микроскопов, двигателей космических аппаратов, лазеров и мощных электронных приборов.
Впервые для синтеза борида редкоземельного металла ученые применили безвакуумный дуговой реактор. Такой подход позволяет отказаться от специализированного оборудования для создания инертной среды, что делает процесс в несколько раз дешевле, быстрее и менее энергозатратным по сравнению с существующими аналогами.
Гексаборид лантана ценится за высокую температуру плавления, твердость, механическую прочность и термическую стабильность. Обычно его получают методами искрового плазменного спекания или осаждения паровой фазы, однако в России промышленного производства этого материала нет.
В рамках работы политехники синтезировали порошок из оксида лантана и аморфного бора. Графитовые электроды реактора создавали дуговой разряд, а возникающая газовая среда из оксидов углерода предотвращала окисление. В ходе экспериментов команда регулировала силу тока и длительность разряда, после каждого цикла проводя анализ методом рентгеновской дифракции, электронной микроскопии и рамановской спектроскопии, а также тестируя термостойкость.
В результате был получен гексаборид лантана чистотой до 97 %, устойчивый к окислению при нагревании до 1000 °C. Синтез занимает одну стадию, не требует дополнительной очистки и значительно сокращает время производства, что важно для масштабирования технологии.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда. Результаты опубликованы в журнале Ceramics International.
Источник: Минобрнауки РФ
Фото: ТПУ
