Боров прах
| Бор | |
| Външен вид | Черно-кафяво |
| Фаза при STP | Твърдо |
| Точка на топене | 2349 К (2076 °C, 3769 °F) |
| Точка на кипене | 4200 К (3927 °C, 7101 °F) |
| Плътност в течност (при температура т.т.) | 2,08 г/см3 |
| Топлина на топене | 50,2 kJ/mol |
| Топлина на изпарение | 508 kJ/mol |
| Моларен топлинен капацитет | 11,087 J/(mol·K) |
Спецификация на предприятието за боров прах
| Име на продукта | Химичен компонент | Среден размер на частиците | Външен вид | ||||||
| Боров прах | Нанобор ≥99,9% | Общ кислород ≤100 ppm | Метални йони (Fe/Zn/Al/Cu/Mg/Cr/Ni) / | D50 50~80nm | Черен прах | ||||
| Кристален боров прах | Боров кристал ≥99% | Mg≤3% | Fe≤0,12% | Al≤1% | Ca≤0,08% | Si ≤0,05% | Cu ≤0,001% | -300 меша | Светлокафяв до тъмносив прах |
| Аморфен елемент бор на прах | Бор без кристали ≥95% | Mg≤3% | Водоразтворим бор ≤0,6% | Неразтворими във вода вещества ≤0,5% | Вода и летливи вещества ≤0,45% | Стандартен размер 1 микрон, друг размер е наличен по заявка. | Светлокафяв до тъмносив прах | ||
Опаковка: Алуминиева фолиева торбичка
Съхранение: Съхранение при херметически затворени условия на сушене и отделно от други химикали.
Какви са специфичните приложения на кристалния бор?
I. Ядрена промишленост
-Служи като материал за контрол на неутронната реакция в ядрените реактори за регулиране на скоростта на неутроните и поддържане на стабилна работа на реактора.
-Използва изключителния капацитет за поглъщане на неутрони на кристалния бор, за да намали или регулира ефективно неутронния поток, гарантирайки безопасността на ядрените енергийни системи.
II. Приложения на полупроводници
-P-тип добавка
Като елемент от Група III, кристалният бор въвежда акцепторни нива в силиция и служи като основна добавка за производството на P-тип полупроводници. Чрез йонна имплантация или дифузионни процеси, прецизният контрол на концентрацията на допиране позволява образуването на P-тип ямки или субстрати в устройства, включително диоди, полеви транзистори (FET) и биполярни транзистори с изолирана врата (IGBT).
-Получаване на монокристален силиций от P-тип
По време на растежа на монокристален силиций чрез метода на Чохралски (CZ) или Float Zone (FZ), към стопилката на поликристален силиций с висока чистота се добавят следи от кристален бор с висока чистота. Използвайки сегрегационния ефект на бора в силиция, се получават силициеви монокристали от P-тип с контролируемо съпротивление. Такива монокристали действат като основни материали за субстрати за дискретни устройства, аналогови интегрални схеми и силови полупроводникови устройства.
-Изходен материал за силициеви монокристали, легирани с бор
Като източник на чист бор, кристалният бор може да се използва за производство на силициеви монокристали с определени концентрации на бор чрез ко-дотиране в стопилка. В сравнение с други източници на бор (напр. боран, боров трибромид), кристалният бор предлага превъзходна стабилност на чистотата и равномерност на дотирането, което го прави подходящ за персонализирани изисквания за субстрати във високопроизводителни полупроводникови устройства, като детектори и високоволтови силови чипове.
-Изисквания за чистота
За да се осигурят точни профили на легиране и висок добив на устройството, кристалният бор трябва да отговаря на чистота, подходяща за полупроводници (обикновено ≥99,9999%, т.е. 6N или по-висока). Металните примеси (напр. Fe, Cu, Na) трябва да се контролират на ниво ppb, със строги ограничения за примесите от леки елементи като въглерод и кислород. Подобно на добавките от N-тип, включително фосфор, антимон и арсен, кристалният бор и неговата контактна среда със силиций трябва да се обработват при ултрачисти условия.
III. Оптика
-Използва своите изключителни нелинейни оптични свойства за постигане на функции, включително светлинна модулация, честотно сканиране и удвояване на честотата.
-Прилага се в производството на оптични устройства като оптични модулатори, оптични честотни гребени и лазери.
-Служи като усилваща среда за инфрачервени лазери, характеризираща се с голямо напречно сечение на излъчване и широк спектрален диапазон на възбуждане.
IV. Материали с висока твърдост
-Използва се в производството наборов карбид (B₄C), ултратвърд керамичен материал с отлична износоустойчивост и стабилност при високи температури, широко използван в бронежилетки, твърди инструменти, абразиви и износоустойчива керамика.
-Използва се в производството награфитни борни съединения (B₉), които имат графитоподобна структура, висока електрическа проводимост и термична стабилност, подходящи за високоефективни проводими свързващи вещества, материали за управление на топлината и фрикционни материали.
V. Военна и аерокосмическа техника
-Високочисти боркерамични балистично устойчиви материали
-Забавители на бор с висока чистота
-Високочисти борни заваръчни агенти
-Взривни вещества с висока чистота на бор
-Високочисти ракетни горива, богати на бор / бедни на кислород,
VI. Сплави и металургия
-Високочисти бор-медни сплави
-Високочисти бор-титаниеви сплави
-Поликристален диамант с висока чистота, легиран с бор
-Износоустойчиви инструменти от високочист бор
-Високочисти борни, устойчиви на корозия стоманени плочи
-Високочисти бор-никелови сплави
-Високочисти бор-хромови сплави
-Литиево-борови сплави (за материали за батерии от следващо поколение)
-Свръхпроводящи сплави от бор и магнезий
VII. Повърхностни покрития (нанопрахови материали)
-Прахообразни материали с високочисто борно нанопокритие се отлагат върху повърхностите на субстрата чрез разпрашване, придавайки на компонентите следните свойства:
oУстойчивост на износване
oУстойчивост на корозия
oУстойчивост на високи температури
Устойчивост на окисляване
Устойчивост на стареене
-Отговаря на екстремните експлоатационни изисквания на аерокосмически двигатели и други тежки среди (напр. оптоелектронни, магнитни свойства).
Какви са типичните приложения на аморфния бор?
I. Високоенергийни горива и пропеланти
1. Твърдогориво за ракетни горива:Използва се като високоенергийна добавка за увеличаване на скоростта на горене и специфичния импулс, подходяща за тактически ракети и аерокосмически ускорителни системи.
2. Високоенергийни горива за ракети и снаряди:Използва се в производството на боранови съединения (напр. диборан, декаборан) като ключови компоненти на течни или твърди високоенергийни горива.
II. Ядрена промишленост
1. Материали за абсорбция на неутрони:Използване на високото напречно сечение на улавяне на топлинни неутрони от Бор-10 (¹⁰B), използван в контролни пръти на ядрени реактори, системи за аварийно спиране и слоеве за неутронна защита.
2. Неутронни броячи:Покритие върху вътрешните стени на детектори за откриване на топлинни неутрони и анализ на енергийния спектър.
3. Производство на борна стомана:Използва се като добавка за бор за топене на специални легирани стомани (борова стомана) за структурни компоненти на реактори и части за неутронна защита.
III. Електротехника и електротехника
1.Запалителни електроди за игнитрони:След карбонизация при 2300℃, използвани като катодни материали за запалителни ядра с нисък праг на запалване и висока устойчивост на аблация.
2. Суровини за високопроизводителни катодиИзползва се за синтезиране на лантанов хексаборид (LaB₆), високостабилен, дълготраен термоякоден катод, прилаган в електронни микроскопи и мощни микровълнови тръби.
IV. Металургия и обработка на материали
1. Топене на специална легирана стомана:Добавянето на следи от бор значително подобрява закаляемостта, якостта при висока температура и устойчивостта на неутронно облъчване на стоманата.
2. Газов поглъщател за разтопена мед:Премахва кислород и други разтворени газове от разтопената мед, за да подобри проводимостта и плътността.
3. Материали, подсилени с борни влакна:Използва се като основна суровина за борови влакна в аерокосмическите композити и високопроизводителното спортно оборудване.
V. Катализатори и химичен синтез
1. Катализатори за органичен синтез:Използва се в реакции на селективно хидрогениране, дехидрогениране и пренареждане за подобряване на добива и селективността.
2. Катализатори за керамичната промишленост:Насърчаване на нискотемпературно синтероване и уплътняване на боридна керамика (напр. TiB₂, ZrB₂).
3. Синтез на борни съединения с висока чистота:Използва се като източник на бор за производството на високочиста борна киселина, натриев борохидрид, борен нитрид и други фини химикали.
4. Приготвяне на борни халиди с висока чистота:Използва се за синтезиране на високочисти BBr₃, BCl₃ и др., като полупроводникови дифузионни източници и добавки за оптични влакна.
VI. Автомобилни системи за безопасност
-Инициатори на въздушни възглавници: Използват се като компонент на газообразуващи агенти; при сблъсък изгарят бързо, за да произведат азот под високо налягане и да надуят въздушната възглавница.
VII. Фойерверки и пиротехническа индустрия
-Пиротехнически ефекти: При изгаряне произвеждат зелени пламъци и ярки искри, използват се във фойерверки, сигнални ракети и военни осветителни снаряди.
VIII. Фармацевтични и биологични области
-Фармацевтични междинни продукти: Използват се в синтеза на бор-съдържащи лекарства (напр. борофенилаланин) за терапия с борно неутронно улавяне (BNCT) или като допинг източници за антибактериални материали.
