Magnesiumdiboridi
| Magnesiumdiboridi | |
|---|---|
 |
|
 |
|
| Tunnisteet | |
| CAS-numero | |
| PubChem CID | |
| Ominaisuudet | |
| Molekyylikaava | MgB2 |
| Moolimassa | 45,93 g/mol |
| Sulamispiste | 830 °C (hajoaa) |
| Tiheys | 2,57 g/cm3 |
Magnesiumdiboridi (MgB2) on magnesiumin ja boorin muodostama epäorgaaninen ioniyhdiste. Magnesiumboridilla on käyttöä halpana suprajohtavana materiaalina.
Rakenne ja ominaisuudet
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Magnesiumboridikiteillä on heksagonaalinen alkeiskoppi. Kide kostuu boorikerroksista, joiden välissä on magnesium-ionikerros. Boorikerrosten rakenne muistuttaa grafiitin rakennetta eli jokainen booriatomi on sitoutunut kolmeen muuhun booriatomiin. Magnesiumkerrokset voivat luovuttaa boorikerroksille elektronejaan. Magnesiumdiboridin suprajohtavuuden arvellaan johtuvan juuri boorikerroksien rakenteesta.[1][2]
Magnesiumdiboidi on tunnettu materiaalina 1950-luvulta lähtien.[2][3] Ensimmäiset tutkimustulokset sen suprajohtavuudesta julkaistiin kuitenkin vasta vuonna 2001. Magnesiumboridilla havaittiin tapahtuvan Meissnerin ilmiö 39 kelvinin (–234 °C) lämpötilassa.[1] Kriittistä lämpötilaa voidaan kasvattaa douppauksella. Magnesiumdiboridin douppaukseen on käytetty muun muassa hiiltä, alumiinia, piitä, sinkkiä, kuparia, berylliumia, kobolttia ja rautaa.[2]
Valmistus
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Magnesiumboridia voidaan valmistaa kuumentamalla magnesium- ja boorijauhetta kovassa paineessa 700 °C:n lämpötilassa.[1] Nykyään korkealaatuista magnesiumdiboridiohutkalvoa valmistetaan fysikaaliskemiallisella kaasufaasipinnoitusmenetelmällä. Siinä magnesiummetallipinnalle suihkutetaan diboraanikaasua.[4]
Käyttö
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Magnesiumdiboridista on jo valmistettu magneetteja, joita käytetään magneettikuvauslaitteissa.[5]. Yhdisteen etu moniin muihin suprajohteisiin verrattuna on se, että se on niitä halvempi.[2] Magnesiumdiboridin jäähdyttämiseen sen kriittiseen lämpötilaan voidaan käyttää nestemäistä vetyä, joka on halvempaa kuin helium. Metallimaisena yhdiste on helposti muokattava ja siitä voidaan valmistaa pitkiäkin kaapeleita edullisemmin kuin muista suprajohtavista materiaaleista.[3]
Lähteet
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- ↑ a b c Jun Nagamatsu, Norimasa Nakagawa, Takahiro Muranaka, Yuji Zenitani & Jun Akimitsu: Superconductivity at 39 K in magnesium diboride. Nature, 1.3.2001, 410. vsk, s. 63–64. Artikkelin abstrakti. Viitattu 7.1.2010. (englanniksi)
- ↑ a b c d David A. Cardwell,David S. Ginley: Handbook of superconducting materials, s. 1049–. CRC Press, 2003. ISBN 9780750304320 Kirja Googlen teoshaussa Viitattu 7.1.2010. (englanniksi)
- ↑ a b Leena Tähtinen: Suprajohteilla vihreää teknologiaa. Tiede, Määritä ajankohta! Artikkelin verkkoversio. Viitattu 7.1.2010.
- ↑ X.X. Xi et al.: MgB2 thin films by hybrid physical–chemical vapor deposition. Physica C: Superconductivity, 2007, 456. vsk, nro 1–2, s. 22–37. Artikkelin abstrakti. Viitattu 7.1.2010. (englanniksi)
- ↑ First MRI system based on the new Magnesium Diboride superconductor Columbus superconductors. Arkistoitu 30.6.2007. Viitattu 7.1.2010. (englanniksi)