Magnesiumdiboridi

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Magnesiumdiboridi

MgB2powder2.jpg
Magnesium-diboride-3D-balls.png

Tunnisteet
CAS-numero 12007-25-9
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 kelvinasteen (-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 lämpötilassa.[1] Nykyään korkealaatuista magnesiumdiboridiohutkalvoa valmistetaan fysikaaliskemiallisella kaasufaasipinnoitusmenetelmällä. Siinä magnesiummetallipinnalle suihkutetaan diboraanikaasua.[4]

Käyttö[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Magnesiumdiboridista valmistetaan ohuita nauhoja eri käyttötarkoituksia varten.

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]

  1. 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)
  2. 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)
  3. a b Leena Tähtinen: Suprajohteilla vihreää teknologiaa. Tiede, , nro 7/2007. Artikkelin verkkoversio Viitattu 7.1.2010.
  4. 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)
  5. First MRI system based on the new Magnesium Diboride superconductor Columbus superconductors. Viitattu 7.1.2010. (englanniksi)
Tämä kemiaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.