Booripulber
| Boor | |
| Välimus | Mustjaspruun |
| Faas STP-s | Tahke |
| Sulamistemperatuur | 2349 K (2076 °C, 3769 °F) |
| Keemistemperatuur | 4200 K (3927 °C, 7101 °F) |
| Tihedus vedelikuna (mp temperatuuril) | 2,08 g/cm3 |
| Sulamissoojus | 50,2 kJ/mol |
| Aurustumissoojus | 508 kJ/mol |
| Molaarne soojusmahtuvus | 11,087 J/(mol·K) |
Booripulbri ettevõtte spetsifikatsioon
| Toote nimi | Keemiline komponent | Keskmine osakeste suurus | Välimus | ||||||
| Booripulber | Nano boor ≥99,9% | Kogu hapnik ≤100 ppm | Metalliioon (Fe/Zn/Al/Cu/Mg/Cr/Ni) / | D50 50–80 nm | Must pulber | ||||
| Kristallbooripulber | Boorikristall ≥99% | Mg≤3% | Fe≤0,12% | Al≤1% | Ca≤0,08% | Si ≤0,05% | Cu ≤0,001% | -300 võrgusilma | Helepruun kuni tumehall pulber |
| Amorfse elemendi booripulber | Boori mittekristalliline ≥95% | Mg≤3% | Vees lahustuv boor ≤0,6% | Vees lahustumatu aine ≤0,5% | Vesi ja lenduvad ained ≤0,45% | Standardsuurus 1 mikron, teised suurused on saadaval soovi korral. | Helepruun kuni tumehall pulber | ||
Pakend: alumiiniumfooliumkott
Säilitamine: Säilitamine suletud kuivatustingimustes ja eraldi teistest kemikaalidest.
Millised on kristallilise boori konkreetsed rakendused?
I. Tuumaenergiatööstus
-Toimib tuumareaktorites neutronreaktsiooni kontrollmaterjalina neutronkiiruse reguleerimiseks ja reaktori stabiilse töö säilitamiseks.
-Kasutab kristallilise boori erakordset neutronite neeldumisvõimet neutronvoogu tõhusalt vähendamiseks või reguleerimiseks, tagades tuumaenergiasüsteemide ohutuse.
II. Pooljuhtide rakendused
-P-tüüpi dopant
III rühma elemendina tekitab kristalliline boor räni sisse aktseptori tasemeid ja toimib P-tüüpi pooljuhtide valmistamise põhilise legeeriva ainena. Ioonide implanteerimise või difusiooniprotsesside abil võimaldab legeeriva kontsentratsiooni täpne kontroll moodustada P-tüüpi süvendeid või substraate seadmetes, sealhulgas dioodides, väljatransistorides (FET-ides) ja isoleeritud paisuga bipolaartransistorides (IGBT-des).
-P-tüüpi monokristallilise räni valmistamine
Monokristallilise räni kasvatamise ajal Czochralski (CZ) või ujukitsooni (FZ) meetodil lisatakse kõrge puhtusastmega polükristallilise räni sulamisse väikeses koguses kõrge puhtusastmega kristallilist boori. Boori segregatsiooniefekti ränis ära kasutades saadakse kontrollitava takistusega P-tüüpi räni monokristallid. Sellised monokristallid toimivad diskreetsete seadmete, analoogintegraallülituste ja võimsuspooljuhtseadmete põhiliste substraadimaterjalidena.
-Booriga legeeritud räni monokristallide lähtematerjal
Puhta booriallikana saab kristallilist boori kasutada räni monokristallide tootmiseks kindla boorikontsentratsiooniga sulamise kaasdopeerimise teel. Võrreldes teiste booriallikatega (nt boraan, boortribromiid) pakub kristalliline boor paremat puhtusstabiilsust ja legeerimise ühtlust, mistõttu sobib see kohandatud substraadinõuete täitmiseks suure jõudlusega pooljuhtseadmetes, nagu detektorid ja kõrgepingekiibid.
-Puhtusnõuded
Täpsete dopinguprofiilide ja seadme kõrge saagise tagamiseks peab kristalliline boor vastama pooljuhtide puhtusastmele (tavaliselt ≥99,9999%, st 6N või kõrgem). Metallide lisandeid (nt Fe, Cu, Na) tuleb kontrollida ppb tasemel, kehtestades ranged piirangud kergete elementide lisanditele, nagu süsinik ja hapnik. Nagu N-tüüpi dopantide, sealhulgas fosfori, antimoni ja arseeni, tuleb kristallilist boori ja selle kokkupuutekeskkonda räniga käsitseda ülipuhastes tingimustes.
III. Optika
-Kasutab oma silmapaistvaid mittelineaarseid optilisi omadusi selliste funktsioonide saavutamiseks nagu valguse modulatsioon, sageduse pühkimine ja sageduse kahekordistamine.
- Rakendatakse optiliste seadmete, näiteks optiliste modulaatorite, optiliste sageduskambrite ja laserite tootmisel.
-Toimib infrapunalaserite võimenduskeskkonnana, millel on suur emissiooni ristlõige ja lai ergastusspektri vahemik.
IV. Suure kõvadusega materjalid
-Kasutatakse järgmiste toodete tootmisel:boorkarbiid (B₄C), ülikõva keraamiline materjal, millel on suurepärane kulumiskindlus ja kõrge temperatuuri stabiilsus, mida kasutatakse laialdaselt kuulikindlates vestides, kõvades tööriistades, abrasiivides ja kulumiskindlas keraamikas.
-Kasutatakse järgmiste toodete tootmisel:grafiidist booriühendid (B₉), millel on grafiidilaadne struktuur, kõrge elektrijuhtivus ja termiline stabiilsus, mis sobivad suure jõudlusega juhtivate sideainete, termiliselt juhitavate materjalide ja hõõrdematerjalide jaoks.
V. Sõjandus ja lennundus
-Kõrge puhtusastmega boorkeraamilised ballistiliselt vastupidavad materjalid
-Kõrge puhtusastmega boori aeglustid
-Kõrge puhtusastmega boori keevitusained
-Kõrge puhtusastmega boorilõhkeained
-Kõrge puhtusastmega booririkas/hapnikuvaene raketikütus
VI. Sulamid ja metallurgia
-Kõrge puhtusastmega boori-vase sulamid
-Kõrge puhtusastmega boori-titaanisulamid
-Kõrge puhtusastmega booriga legeeritud polükristalliline teemant
-Kõrge puhtusastmega boorist ülikõvad kulumiskindlad tööriistad
-Kõrge puhtusastmega boorist korrosioonikindlad terasplaadid
-Kõrge puhtusastmega boori-nikli sulamid
-Kõrge puhtusastmega boori-kroomi sulamid
-Liitium-boorisulamid (järgmise põlvkonna akumaterjalide jaoks)
-Boor-magneesiumi ülijuhtivad sulamid
VII. Pinnakatted (nanopulbermaterjalid)
-Kõrge puhtusastmega boori nanokatte pulbermaterjalid sadestatakse aluspinnale pihustamise teel, andes komponentidele järgmised omadused:
oKulumiskindlus
Korrosioonikindlus
oKõrge temperatuuritaluvus
oOksüdatsioonikindlus
Vananemiskindlus
- Vastab lennundusmootorite ja muude karmide keskkondade äärmuslikele töönõuetele (nt optoelektroonika, magnetilised omadused).
Millised on amorfse boori tüüpilised rakendused?
I. Kõrge energiasisaldusega kütused ja raketikütused
1. Tahked raketikütused:Kasutatakse suure energiaga lisandina põlemiskiiruse ja eriimpulsi suurendamiseks, sobib taktikalistele rakettidele ja kosmosesõidukite raketisüsteemidele.
2. Raketi- ja mürskkütuste kõrge energiasisaldusega kütused:Kasutatakse boraaniühendite (nt diboraan, dekaboraan) tootmisel vedelate või tahkete kõrge energiasisaldusega kütuste põhikomponentidena.
II. Tuumatööstus
1. Neutroneid neeldavad materjalid:Boor-10 (¹⁰B) suure termilise neutronite püüdmise ristlõike ärakasutamine, mida kasutatakse tuumareaktorite juhtvarrastes, avariiväljalülitussüsteemides ja neutronite varjestuskihtides.
2. Neutronloendurid:Kaetud termiliste neutronite tuvastamise ja energiaspektri analüüsi detektorite siseseintele.
3. Boorterase tootmine:Kasutatakse boorilisandina spetsiaalsete legeerteraste (boorterase) sulatamiseks reaktori konstruktsioonielementide ja neutronvarjestuse osade jaoks.
III. Elektroonika- ja elektrotehnika
1. Ignitronite süüteelektroodid:Pärast karboniseerimist temperatuuril 2300 ℃ kasutatakse seda katoodmaterjalina süütesüdamike jaoks, millel on madal süttimislävi ja kõrge ablatsioonikindlus.
2. Kõrge jõudlusega katoodide toorainedKasutatakse lantaanheksaboriidi (LaB₆) sünteesimiseks. LaB₆ on väga stabiilne ja pika elueaga termioonkatood, mida kasutatakse elektronmikroskoopides ja suure võimsusega mikrolainetorudes.
IV. Metallurgia ja materjalitöötlus
1. Spetsiaalne legeerterase sulatamine:Boori lisamine mikrokogustes parandab oluliselt terase kõvastuvust, kõrget temperatuuritugevust ja neutronkiirguse vastupidavust.
2. Sulavaske gaasipüüdja:Eemaldab sulast vasest hapniku ja muud lahustunud gaasid, et suurendada juhtivust ja tihedust.
3.Boorkiuga tugevdatud materjalid:Kasutatakse boorikiudude põhitoorainena lennunduskomposiitides ja kõrgjõudlusega spordivarustuses.
V. Katalüsaatorid ja keemiline süntees
1. Orgaanilise sünteesi katalüsaatorid:Kasutatakse selektiivses hüdrogeenimises, dehüdrogeenimises ja ümberkorraldusreaktsioonides saagise ja selektiivsuse parandamiseks.
2. Keraamikatööstuse katalüsaatorid:Edendada boriidkeraamika (nt TiB₂, ZrB₂) madalal temperatuuril paagutamist ja tihendamist.
3. Kõrge puhtusastmega booriühendite süntees:Kasutatakse boori allikana kõrge puhtusastmega boorhappe, naatriumboorhüdriidi, boornitriidi ja muude peenkemikaalide tootmiseks.
4. Kõrge puhtusastmega boorhalogeniidide valmistamine:Kasutatakse kõrge puhtusastmega BBr₃, BCl₃ jne sünteesimiseks pooljuhtide difusiooniallikatena ja optiliste kiudude lisanditena.
VI. Autode turvasüsteemid
-Turvapatjade süttimisallikad: kasutatakse gaasi tekitavate ainete osana; kokkupõrke korral põleb see kiiresti, tekitades kõrgsurve lämmastikku ja täites turvapadja.
VII. Ilutulestiku- ja pürotehnikatööstus
-Pürotehnilised efektid: Põlemisel tekivad rohelised leegid ja eredad sädemed, kasutatakse ilutulestikutes, signaalraketites ja sõjaväe valgustavates mürskudes.
VIII. Farmaatsia- ja bioloogiavaldkonnad
-Farmatseutilised vaheühendid: Kasutatakse boori sisaldavate ravimite (nt boorfenüülalaniini) sünteesimisel boorineutronite püüdmise teraapia (BNCT) jaoks või antibakteriaalsete materjalide dopeerimisallikatena.
