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 LaB_6,07) sont bleus. Sous l'effet d'un bombardement ionique, sa couleur passe du violet au vert [4].

__ La³⁺ __ B

Identification

Synonymes

borure de lanthane

N^o CAS

12008-21-8

N^o ECHA

100.031.379

N^o CE

234-531-6

SMILES

InChI

Apparence

poudre violette inodore[1]

Propriétés chimiques

Formule

B₆La

Masse molaire[2]

203,771 ± 0,042 g/mol
B 31,83 %, La 68,17 %,

Propriétés physiques

T° 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 ; O_h

Précautions

NFPA 704[3]

0

Transport[1]

-

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Une cathode chaude d'hexaborure de lanthane.

Cathodes d'hexaborure de lanthane

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 références

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Lanthanum hexaboride » (voir la liste des auteurs).

« Fiche du composé Lanthanum boride », sur Alfa Aesar (consulté le 8 mars 2015).
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
Fiche Sigma-Aldrich du composé Lanthanum hexaboride, consultée le 8 mars 2015.
T. Lundström, « Structure, defects and properties of some refractory borides », Pure & Applied Chemistry, vol. 57, n^o 10,‎ 1985, p. 1383–1390 (DOI 10.1351/pac198557101383, lire en ligne [PDF])
« Comparing Lanthanum Hexaboride (LaB₆) and Cerium Hexaboride (CeB₆) Cathodes » (consulté le 5 mai 2009)
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, n^o 4,‎ 2004, p. 042101 (DOI 10.1103/PhysRevA.69.042101)
G. Schell, H. Winter, H. Rietschel, F. Gompf, « Electronic structure and superconductivity in metal hexaborides », Phys. Rev. B, vol. 25, n^o 3,‎ 1982, p. 1589–1599 (DOI 10.1103/PhysRevB.25.1589)

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[Alfa-1] « 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.

[Sigma-3] 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, n^o 10,‎ 1985, 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, n^o 4,‎ 2004, 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, n^o 3,‎ 1982, p. 1589–1599 (DOI 10.1103/PhysRevB.25.1589)