硼化钙 Calcium hexaboride（CaB6） 

六硼化钙（又称硼化钙），是钙和硼的化合物，化学式为CaB6。具有优良导电性、高硬度、化学稳定性和高熔点，是一种灰黑色固体、有光泽、不活泼的粉末，密度小。具有典型的金属硼化物的立方结构，由6个硼原子的八面体单元与钙原子结合。 CaB6和掺杂镧的CaB6都表现出弱铁磁性，No.:12007-99-7,显微硬度是27GPa。相对密度2.33,熔点2200℃，努氏硬度为2600kg/mm2杨氏模量为379GPa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。在空气中高温下是稳定的,不溶于盐酸、稀硫酸,不与水反应,能被氯、氟、硝酸、过氧化氢等强氧化剂所侵蚀,与碱反应很慢。


1.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。每个钙都有24个最近邻的硼原子。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，描述六硼化钙的另一种方式是具有金属B6 2-八面体聚合阴离子的CsCl型结构，钙原子占据Cs位点，B6八面体在Cl位点。 Ca-B键长为3.05Å，BB键长度为1.7Å。
43Ca的核磁共振NMR数据包含-56.0 ppm的δ峰和在-41.3 ppm的δ异，其中δ异最大峰宽度取为0.85，负偏移是由于高配位数。 
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。 
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。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。
 

2.制备方法:将氧化钙和硼粉均匀混合干燥，并放入高温反应炉中；高温反应炉加热处理前进行抽真空处理；在真空与惰性气体保护条件下，使氧化钙和硼粉高温反应；将六硼化钙陶瓷粉分离、提纯；将分离提纯的六硼化钙陶瓷粉末进行球磨处理，得到均匀分散的六硼化钙陶瓷粉末。本发明方法简单、易实现，制造成本低廉，所制备的六硼化钙陶瓷粉末颗粒小、分散均匀。
3.典型应用产品:
 ◆用作白云石炭和镁白云石炭耐火材料的抗氧化、抗侵蚀和提高热态强度的含硼添加剂。 CaB6可提高浇注料的各温度段处理后的强度和体积密度
CaB6可促进浇注料的高温致密化程度，使浇注料能够获得较好的抗氧化性和较高的高温抗折强度和抗侵蚀性。 CaB6可以明显改善铁钩浇注料的各种性能。当加入0.5%硼化钙时，浇注料具有较好的综合性能。
 ◆用作高导电紫铜提高导电率和强度的脱氧除气剂。
 ◆用作核工业防中子的新型材料。
 ◆用作居理温度900K的自旋电子组件中的新型半导体材料。CaB6导电性优良，功函数低，因此可用作热阴极材料。
 ◆用作制造三氯化硼（BCl3）和无定形硼的原料。
 ◆用作制造高纯度金属硼化物（TiB2、ZrB2、HfB2等）以及高纯度硼合金（Ni-B、Co-B、Cu-B等）的原料。 用CaB6作为原料制备其他硼化物 ，如六方氮化硼，超导性的 MgB2 等。
 ◆用作制造含触媒剂钙—硼氮化物（Ca3B2N4）和六方氮化硼的混合物，用其生产性能优异的晶体立方氮化硼。
 ◆用作硼合金铸铁的脱硫除氧增硼剂。
 ◆用作硼钢的脱硫除氧增硼剂。
 ◆用作金属熔炼的脱氧剂，无氧铜的优良脱氧剂,其脱氧能力经对比试验结果表明六硼化钙脱氧剂高于铜硼合金和磷铜,且对铜液有净化作用,对铜基体有增强作用,对铜液无污染,六硼化钙加入量>0.60%时可使铜液含氧量降至<20×10-6,达到国内一级无氧铜标准。六硼化钙对铜的电导率影响很小,六硼化钙加入量范围(0.69%～1.12%)内,铜的相对电导率在88%～91.6%范围内。随六硼化钙加入量的增加,铜的抗拉强度持续提高,伸长率先升后降,在六硼化钙加入量为0.88%时达最大值。
 ◆工程陶瓷用微粉及添加剂
CaB6作为特种陶瓷和特陶添加剂方面的应用：CaB6可以作为添加剂用于某些硼化物、碳化物陶瓷的烧结过程，一方面可以改善陶瓷的各项物理、化学性能。例如：以超细TiB2为基体，加入CaB6作为第二相，热压后，由于Ca的溶解而阻止了晶粒的生长，使这类材料具有极高的显微硬度和弯曲强度。六硼化钙具有极高的熔点、硬度、强度、化学稳定性,良好的电磁性能和极强的中子吸收能力等优异性能,使其在耐火耐磨材料、复合材料、陶瓷材料、半导体材料以及核控制材料中得到了良好的应用。涂料添加剂及加入CaB6的铝镁合金等。
◆硼化钙用于制造硼合金钢和作为脱氧试剂无氧铜的生产。后者由于硼在铜中的低溶解度导致比常规磷脱氧铜更高的导电性。CaB6还可用作高温材料、表面保护、磨料、工具和耐磨材料。
◆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。
4.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。