Borov prah
| Bor | |
| Izgled | Crno-smeđa |
| Faza na STP | Čvrsto |
| Tačka topljenja | 2349 K (2076 °C, 3769 °F) |
| Tačka ključanja | 4200 K (3927 °C, 7101 °F) |
| Gustoća u tečnom stanju (na t.t.) | 2,08 g/cm3 |
| Toplota fuzije | 50,2 kJ/mol |
| Toplota isparavanja | 508 kJ/mol |
| Molarni toplotni kapacitet | 11,087 J/(mol·K) |
Specifikacija preduzeća za prah bora
| Naziv proizvoda | Hemijska komponenta | Prosječna veličina čestica | Izgled | ||||||
| Borov prah | Nano bor ≥99,9% | Ukupni kisik ≤100 ppm | Metalni joni (Fe/Zn/Al/Cu/Mg/Cr/Ni) / | D50 50~80nm | Crni barut | ||||
| Kristalni prah bora | Kristal bora ≥99% | Mg≤3% | Fe≤0,12% | Al≤1% | Ca≤0,08% | Si ≤0,05% | Cu ≤0,001% | -300 mesh | Svijetlosmeđi do tamno sivi prah |
| Amorfni element bor u prahu | Nekristalni bor ≥95% | Mg≤3% | Bor rastvorljiv u vodi ≤0,6% | Materija nerastvorljiva u vodi ≤0,5% | Voda i isparljive materije ≤0,45% | Standardna veličina 1 mikron, druge veličine dostupne na zahtjev. | Svijetlosmeđi do tamno sivi prah | ||
Paket: Vrećica od aluminijske folije
Skladištenje: Čuvanje u zatvorenim uslovima sušenja i skladištenje odvojeno od drugih hemikalija.
Koje su specifične primjene kristalnog bora?
I. Nuklearna industrija
-Služi kao materijal za kontrolu neutronske reakcije u nuklearnim reaktorima za regulaciju brzine neutrona i održavanje stabilnog rada reaktora.
-Iskorištava izuzetnu sposobnost apsorpcije neutrona kristalnog bora za efikasno smanjenje ili podešavanje neutronskog fluksa, osiguravajući sigurnost nuklearnih energetskih sistema.
II. Primjene poluprovodnika
-P-tip dopanta
Kao element Grupe III, kristalni bor uvodi akceptorske nivoe u silicijum i služi kao osnovni dopant za izradu poluprovodnika P-tipa. Kroz procese implantacije iona ili difuzije, precizna kontrola koncentracije dopiranja omogućava formiranje bunara ili supstrata P-tipa u uređajima, uključujući diode, tranzistore s efektom polja (FET) i bipolarne tranzistore s izoliranom kapijom (IGBT).
-Priprema monokristalnog silicija P-tipa
Tokom rasta monokristalnog silicija putem Czochralskog (CZ) ili Float Zone (FZ) metode, tragovi kristalnog bora visoke čistoće dodaju se u talinu polikristalnog silicija visoke čistoće. Iskorištavanjem efekta segregacije bora u siliciju, dobijaju se monokristali silicija P-tipa sa kontrolisanom otpornošću. Takvi monokristali djeluju kao osnovni supstratni materijali za diskretne uređaje, analogna integrirana kola i poluprovodničke uređaje za napajanje.
-Izvorni materijal za monokristale silicija dopirane borom
Kao izvor čistog bora, kristalni bor se može koristiti za proizvodnju monokristala silicija sa određenim koncentracijama bora putem rastopljenog ko-dopiranja. U poređenju sa drugim izvorima bora (npr. boran, bor tribromid), kristalni bor nudi superiorniju stabilnost čistoće i ujednačenost dopiranja, što ga čini pogodnim za prilagođene zahtjeve supstrata u visokoperformansnim poluprovodničkim uređajima kao što su detektori i visokonaponski energetski čipovi.
-Zahtjevi za čistoću
Da bi se osigurali precizni profili dopiranja i visok prinos uređaja, kristalni bor mora ispunjavati čistoću poluprovodničkog kvaliteta (obično ≥99,9999%, tj. 6N ili više). Metalne nečistoće (npr. Fe, Cu, Na) moraju se kontrolirati na nivou ppb, sa strogim ograničenjima za nečistoće lakih elemenata kao što su ugljik i kisik. Poput dopanta N-tipa, uključujući fosfor, antimon i arsen, kristalni bor i njegova kontaktna okolina sa silicijumom moraju se rukovati u ultra čistim uslovima.
III. Optika
-Koristi svoja izvanredna nelinearna optička svojstva za postizanje funkcija uključujući modulaciju svjetlosti, promjenu frekvencije i udvostručenje frekvencije.
-Primjenjuje se u proizvodnji optičkih uređaja kao što su optički modulatori, optički frekventni češljevi i laseri.
-Služi kao pojačavajući medij za infracrvene lasere, odlikujući se velikim poprečnim presjekom emisije i širokim spektralnim rasponom pobude.
IV. Materijali visoke tvrdoće
-Koristi se u proizvodnjiborov karbid (B₄C), ultra-tvrdi keramički materijal s izvrsnom otpornošću na habanje i stabilnošću na visokim temperaturama, široko se koristi u pancirnim prslucima, tvrdim alatima, abrazivima i keramici otpornoj na habanje.
-Koristi se u proizvodnjispojevi bora na bazi grafita (B₉), koji imaju strukturu sličnu grafitu, visoku električnu provodljivost i termičku stabilnost, pogodni za visokoučinkovita provodljiva veziva, materijale za upravljanje toplinom i materijale za trenje.
V. Vojska i vazduhoplovstvo
-Visokočisti boron keramički balistički otporni materijali
-Usporivači bora visoke čistoće
- Sredstva za zavarivanje na bazi bora visoke čistoće
-Visokočisti borovi eksplozivi
-Raketna goriva visoke čistoće bogata borom / siromašna kisikom
VI. Legure i metalurgija
-Legure bora i bakra visoke čistoće
-Visokočiste legure bora i titana
-Visokočisti polikristalni dijamant dopiran borom
- Alati od visokokvalitetnog bora, supertvrdi i otporni na habanje
- Čelične ploče od bora visoke čistoće otporne na koroziju
-Legure bora i nikla visoke čistoće
-Legure bora i kroma visoke čistoće
-Legure litija i bora (za materijale za baterije sljedeće generacije)
-Supravodljive legure bora i magnezija
VII. Površinski premazi (nanoprahovi)
-Visokočisti materijali za nano-premazivanje od bora u prahu nanose se na površine supstrata putem raspršivanja, dajući komponentama sljedeća svojstva:
Otpornost na habanje
Otpornost na koroziju
Otpornost na visoke temperature
Otpornost na oksidaciju
Otpornost na starenje
-Zadovoljava ekstremne radne zahtjeve vazduhoplovnih motora i drugih teških okruženja (npr. optoelektronska, magnetska svojstva).
Koje su tipične primjene amorfnog bora?
I. Visokoenergetska goriva i pogonska goriva
1. Čvrsta raketna goriva:Koristi se kao visokoenergetski aditiv za povećanje brzine sagorijevanja i specifičnog impulsa, pogodan za taktičke rakete i svemirske sisteme za pojačavanje.
2. Visokoenergetska goriva za rakete i projektile:Koristi se u proizvodnji boranskih spojeva (npr. diborana, dekaborana) kao ključnih komponenti tekućih ili čvrstih visokoenergetskih goriva.
II. Nuklearna industrija
1. Materijali za apsorpciju neutrona:Iskorištavanje visokog poprečnog presjeka hvatanja termalnih neutrona kod Bor-10 (¹⁰B), koji se koristi u kontrolnim šipkama nuklearnih reaktora, sistemima za hitno isključivanje i slojevima neutronske zaštite.
2. Brojači neutrona:Premazan na unutrašnjim zidovima detektora za detekciju termalnih neutrona i analizu energetskog spektra.
3. Proizvodnja bornog čelika:Koristi se kao dodatak boru za topljenje specijalnih legiranih čelika (borovog čelika) za strukturne komponente reaktora i dijelove za neutronsku zaštitu.
III. Elektronika i elektrotehnika
1. Elektrode za upaljače za upaljač:Nakon karbonizacije na 2300℃, koriste se kao katodni materijali za jezgre za paljenje s niskim pragom paljenja i visokom otpornošću na ablaciju.
2. Sirovine za visokoučinkovite katodeKoristi se za sintezu lantanovog heksaborida (LaB₆), visoko stabilne, dugotrajne termionske katode koja se primjenjuje u elektronskim mikroskopima i mikrovalnim cijevima velike snage.
IV. Metalurgija i obrada materijala
1. Topljenje specijalnih legiranih čelika:Dodatak tragova bora značajno poboljšava prokaljivost, čvrstoću na visokim temperaturama i otpornost čelika na neutronsko zračenje.
2. Hvatač plina za rastopljeni bakar:Uklanja kisik i druge rastvorene plinove iz rastopljenog bakra kako bi se poboljšala provodljivost i gustoća.
3. Materijali ojačani borom:Koristi se kao osnovna sirovina za borova vlakna u kompozitima za vazduhoplovnu industriju i visokoperformansnoj sportskoj opremi.
V. Katalizatori i hemijska sinteza
1. Katalizatori organske sinteze:Koristi se u reakcijama selektivne hidrogenacije, dehidrogenacije i preuređenja radi poboljšanja prinosa i selektivnosti.
2. Katalizatori u keramičkoj industriji:Pospješuju sinterovanje i zgušnjavanje boridne keramike na niskim temperaturama (npr. TiB₂, ZrB₂).
3. Sinteza visokočistih spojeva bora:Koristi se kao izvor bora za proizvodnju visokočiste borne kiseline, natrijum borohidrida, borovog nitrida i drugih finih hemikalija.
4. Priprema visokočistih borovih halogenida:Koristi se za sintezu visokočistoće BBr₃, BCl₃ itd., kao izvora difuzije poluprovodnika i dopanta za optička vlakna.
VI. Sigurnosni sistemi u automobilima
-Inicijatori zračnih jastuka: Koriste se kao komponenta plinotvornih sredstava; nakon sudara brzo sagorijevaju proizvodeći dušik pod visokim pritiskom i napuhujući zračni jastuk.
VII. Industrija vatrometa i pirotehnike
-Pirotehnička sredstva: Proizvode zeleni plamen i jarke iskre kada se sagore, koriste se u vatrometu, signalnim bakljama i vojnim osvjetljavajućim projektilima.
VIII. Farmaceutska i biološka područja
-Farmaceutski međuproizvodi: Koriste se u sintezi lijekova koji sadrže bor (npr. borofenilalanin) za terapiju hvatanja neutrona bor-om (BNCT) ili kao izvori dopinga za antibakterijske materijale.
