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Hexaborure de lanthane

composé chimique

Hexaborure de lanthane
Image illustrative de l’article Hexaborure de lanthane
__ La3+      __ B
Identification
Synonymes

borure de lanthane

No CAS 12008-21-8
No ECHA 100.031.379
No CE 234-531-6
SMILES
InChI
Apparence poudre violette inodore[1]
Propriétés chimiques
Formule brute B6La
Masse molaire[2] 203,771 ± 0,042 g/mol
B 31,83 %, La 68,17 %,
Propriétés physiques
fusion 2 210 °C[1],[3]
Paramètre de solubilité δ insoluble dans l'eau et l'acide chlorhydrique[1]
Masse volumique 2,61 g·cm-3 (20 °C)[1]
Cristallographie
Système cristallin cubique
Classe cristalline ou groupe d’espace Pm3m ; Oh
Précautions
NFPA 704[3]

Symbole NFPA 704

 
Transport[1]
-
      

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
Une cathode chaude d'hexaborure de lanthane.
Cathodes d'hexaborure de lanthane

L'hexaborure de lanthane (LaB6) ou plus simplement le borure de lanthane est un composé inorganique, le borure du lanthane. C'est un matériau céramique réfractaire qui a pour point de fusion 2 210 °C, insoluble dans l'eau et l'acide chlorhydrique. Il a un faible travail de sortie et l'une des plus grandes émissivités d'électrons connues et est stable dans le vide. Les échantillons stœchiométriques ont une couleur violette intense, ceux riches en bore (au-dessus de LaB6,07) sont bleus. Sous l'effet d'un bombardement ionique, sa couleur passe du violet au vert [4].

La principale utilisation de l'hexaborure de lanthane est en cathode chaude (cathode thermoionique), soit à l'état monocristallin ou comme couche de dépôt formé par dépôt physique par phase vapeur (PVD). Les hexaborures tels que l'hexaborure de lanthane ou l'hexaborure de cérium (CeB6) ont des faibles travaux de sortie, d'environ 2,5 eV. Ils sont aussi assez résistants à l'empoisonnement cathodique. Les cathodes d'hexaborure de lanthane ont un taux d'évaporation plus élevé à 1 700 K que celles en hexaborure de cérium, mais ces taux deviennent à peu près égaux au-dessus de 1 850 K[5]. Les cathodes d'hexaborure de lanthane ont aussi une durée de vie d'un tiers plus faible que celles en hexaborure de cérium, ces dernières aillant une meilleure résistance à la contamination au carbone.

Les cathodes d'hexaborure sont environ dix fois plus « brillantes » que celles en tungstène et ont une durée de vie 10 à 15 fois plus longue. Parmi les applications et appareils utilisant de telles cathodes, on trouve la microscopie électronique, les tubes à micro-ondes, la lithographie à faisceau d'électrons, le soudage par faisceau d'électrons, les tubes à rayons X et les lasers à électrons libres.

L'hexaborure de lanthane s'évapore lentement des cathodes chauffées et forme des dépôts sur les wehnelts (en) et les ouvertures. LaB6 est aussi utilisé comme standard de souche/taille pour la diffraction de poudre appliquée aux rayons X, afin de calibrer la gamme des pics de diffraction[6].

LaB6 est un supraconducteur avec une température de transition relativement basse, 0,45 K[7].

Notes et référencesModifier

  1. a b c d et e « Fiche du composé Lanthanum boride  », sur Alfa Aesar (consulté le 8 mars 2015).
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. a et b Fiche Sigma-Aldrich du composé Lanthanum hexaboride, consultée le 8 mars 2015.
  4. T. Lundström, « Structure, defects and properties of some refractory borides », Pure & Applied Chemistry, vol. 57, no 10,‎ , p. 1383–1390 (DOI 10.1351/pac198557101383, lire en ligne [PDF])
  5. « Comparing Lanthanum Hexaboride (LaB6) and Cerium Hexaboride (CeB6) Cathodes » (consulté le 5 mai 2009)
  6. C. T. Chantler, C. Q. Tran, D. J. Cookson, « Precise measurement of the lattice spacing of LaB6 standard powder by the x-ray extended range technique using synchrotron radiation », Phys. Rev. A, vol. 69, no 4,‎ , p. 042101 (DOI 10.1103/PhysRevA.69.042101)
  7. G. Schell, H. Winter, H. Rietschel, F. Gompf, « Electronic structure and superconductivity in metal hexaborides », Phys. Rev. B, vol. 25, no 3,‎ , p. 1589–1599 (DOI 10.1103/PhysRevB.25.1589)