Chinese name: cerium hexaboride

formula ：CeB6
Density: 4.80 g/cm3
Melting point: 2552 ° C
Working temperature: 1450 ° C

Definition:

Cerium boride is an inorganic compound with the chemical formula CeB6, which is composed of cerium and boron elements. Cerium hexaboride (CeB6) has a CsCl structure (belonging to a simple cubic crystal system, with large spheres representing the Ce element). The difference is that B6 octahedral clusters occupy the position of Cl, while Ce occupies the position of Cs. It is a refractory ceramic material with a lower work function, making it one of the known cathode materials with the highest electron emissivity, and it is also very stable in vacuum.

Crystal structure:

Cerium boride has a special crystal structure and belongs to the cubic crystal system. Each cerium atom is surrounded by six boron atoms, forming an octahedral structure. The stable structure and unique electronic structure of cerium boride crystals provide a foundation for their application in materials science.

Nature:

1. Cerium boride is a black crystal with a metallic luster.

2. It has good conductivity and is a high-temperature superconducting material.

3. The melting point of cerium boride is relatively high, about 2300 degrees Celsius.

4. It has high hardness and wear resistance.

5. The typical working temperature of cerium hexaboride is 1450 ° C. Cerium hexaboride, like lanthanum hexaboride, will slowly evaporate during cathode operation. The CeB6 cathode can maintain its optimal shape for a longer period of time at an operating temperature of 1850 K, resulting in a longer lifespan. Meanwhile, due to its evaporation rate being about 30% slower than that of lanthanum boride, the thermal cathode coating of cerium boride is also more difficult to remove than lanthanum boride.

Usage:

1. Cerium boride is commonly used in electronic devices, electronic vacuum devices, and electrical shock active materials in high-temperature environments.

2. It can also be used as an additive for vehicle emission control catalysts, improving their activity and stability.

3. Cerium boride also has applications in some optical applications, such as optical components for high-intensity lasers.

4. Cerium hexaboride is mainly used as a coating for hot cathodes, or hot cathodes are directly composed of cerium hexaboride crystals. Cerium hexaboride (CeB6) and lanthanum hexaboride (LaB6) are often used as high current cathode coatings. Hexaborides have a lower work function, around 2.5 eV, and have a certain tolerance to cathode contamination. Cerium boride cathodes have a lower evaporation rate than lanthanum boride at 1700 K, but they become consistent at 1850 K and even have a higher evaporation rate above that temperature. Cerium boride cathode has a 50% longer lifespan than lanthanum boride due to its higher resistance to carbon pollution. The brightness of a boride cathode is ten times that of a tungsten cathode, and its lifespan is 10-15 times that of a tungsten cathode. Some laboratory experiments have shown that CeB6 is more tolerant to the negative effects of carbon pollution than LaB6. They are commonly used in fields such as electron microscopes, microwave tubes, electron beam etching, electron beam welding, X-ray tubes, and free electron lasers.

5. CeB6 is also a very stable material that is resistant to pollution and degradation, ensuring its performance remains consistent over time. In addition to its performance advantages, CeB6 is also a cost-effective electronic source, making it a viable choice for a wide range of SEM applications. These applications include imaging, material analysis, and spectroscopy.

6.One of the main benefits of using CeB6 as an electronic source is its high brightness. Brightness is an indicator of the number of electrons emitted per unit area and per unit time, and high brightness is crucial for obtaining high-quality SEM images. The excellent brightness of CeB6 provides a higher signal-to-noise ratio and better image resolution and quality compared to other electronic sources such as tungsten wire. By using CeB6, more current and smaller spot size can be utilized, resulting in higher resolution than tungsten. In addition, compared to other electronic sources, CeB6 has a longer lifespan, which reduces maintenance and downtime.

Method:

Cerium boride can be prepared by the following methods:

1. Direct reduction method: React cerium and boron at high temperature to produce cerium boride.

2. Thermal reduction method in solution: React cerium salt and boron in solution to generate cerium boride.