六硼化钙

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| IUPACName = Calcium hexaboride
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| CrystalStruct = 立方晶系
| SpaceGroup = Pm3m ; Oh CaB6和掺杂镧的CaB6都表现出弱铁磁性，这是一个值得注意的事实，因为钙和硼既不是磁性的，也不具有内部3d或4f电子壳层，这通常是铁磁性所必需的。

属性
CaB6曾由于具有各种特殊的物理性质，例如超导性、价态波动和近藤效应而被研究。 然而，CaB6最显着的特性是其铁磁性。 它意外出现在高温（600 K）和低磁矩（低于0.07\mu_\mathrm{B}每个原子）下。这种高温铁磁性的来源是稀释电子气的铁磁相与硼化钙中假定的激子态或样品表面上的外部杂质的连接。杂质可能包括铁和镍 ，可能来自用于制备样品的硼中。

CaB6不溶于水、甲醇和乙醇，并且在酸中缓慢溶解。 显微硬度是27GPa， 努氏硬度为2600kg / mm2 ，杨氏模量为379 GPa，纯晶体电阻率大于2·10 10Ω·m。 CaB6是能隙约为1.0电子伏特的半导体。许多CaB6样品的低、半金属电导率可以解释为由于杂质和可能的非化学计量目的的无意掺杂导致。

结构信息
六硼化钙的晶体结构是立方晶格，晶胞中心是钙，顶点是通过硼硼键连接的紧密规则的硼原子八面体形成的三维硼网络。钙原子以简单的立方体堆积排列，因此在位于立方体顶点的八个钙原子之间存在空穴。 通过引入八面体B6基团来扩展简单的立方结构，该结构由钙和六硼化物基团填充，类似于CsCl。 Ca-B键长为3.05Å，BB键长度为1.7Å。

拉曼数据：由于活动模式分别为A1g，Eg和T2g，硼化钙在754.3、1121.8和1246.9cm-1处有三个拉曼峰。

观察到的振动频率cm-1：1270（强）来自A1g伸展，1154（中位）和1125（肩部）来自Eg伸展，526、520、485和470来自F1g旋转，775（强）和762（肩部）来自F2g弯曲，1125（强）和1095（弱）来自F1u弯曲，330和250来自F1u平移，以及880（中间）和779来自F2u弯曲。

制备

• 工业生产的主要反应之一是：

: CaO + 3 B2O3 + 10 Mg → CaB6 + 10 MgO

其他生产CaB6粉末的方法包括：

• 钙或氧化钙和硼在1000℃下直接反应;

: Ca + 6B→CaB6

• 在约1700℃下在真空中使Ca(OH)2与硼反应（ 碳热还原 ）;

: Ca(OH) 2 + 7B→CaB6 + BO(g) + H2O(g)

• 在高于1400℃的真空中使碳酸钙与碳化硼反应（碳热还原）
• CaO和H3BO3和Mg在1100℃的反应。
• 低温（500°C）合成

: CaCl2 + 6NaBH4 →CaB6 + 2NaCl + 12H2 + 4Na

生产出的材料质量相对较差。

• 为了制备纯CaB6单晶等用作阴极材料，将如此获得的CaB6粉末用区域熔融技术进一步重结晶和纯化。 典型的晶体增长率是30   cm/h，晶体尺寸~1x10厘米。
• 单晶CaB6纳米线（直径15-40nm  长度1-10微米）通过860-900°C在Ni催化剂存在下氧化氧化钙（CaO）粉末热解乙硼烷 （B2H6 ）可以得到。

用途
硼化钙用于制造硼合金钢

CaB6也是n型热电材料的有希望的候选者，因为其功率因数不小于普通热电材料Bi2Te3和PbTe的功率因数。

CaB6也可用作碳粘结耐火材料中的抗氧化剂。

注意事项
硼化钙对眼睛、皮肤和呼吸系统有刺激性。本产品处理时应使用适当的防护眼镜和防护服。切勿将硼化钙倒入排水管或向其中加水。

参见

• 硼化物
• 钙

参考文献
拓展阅读
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