Borov prah
| Bor | |
| Izgled | Crno-smeđa |
| Faza na STP-u | Čvrsto |
| Točka taljenja | 2349 K (2076 °C, 3769 °F) |
| Vrelište | 4200 K (3927 °C, 7101 °F) |
| Gustoća u tekućini (pri t.t.) | 2,08 g/cm3 |
| Toplina taljenja | 50,2 kJ/mol |
| Toplina isparavanja | 508 kJ/mol |
| Molarni toplinski kapacitet | 11,087 J/(mol·K) |
Specifikacija poduzeća za borov prah
| Naziv proizvoda | Kemijska komponenta | Prosječna veličina čestica | Izgled | ||||||
| Borov prah | Nano bor ≥99,9% | Ukupni kisik ≤100 ppm | Metalni ion (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 oka | Svijetlosmeđi do tamno sivi prah |
| Amorfni element bor u prahu | Nekristalni bor ≥95% | Mg≤3% | Bor topljiv u vodi ≤0,6% | Tvar netopiva u vodi ≤0,5% | Voda i hlapljive tvari ≤0,45% | Standardna veličina 1 mikron, druge veličine dostupne su na zahtjev. | Svijetlosmeđi do tamno sivi prah | ||
Paket: Vrećica od aluminijske folije
Skladištenje: Čuvati u zatvorenim uvjetima sušenja i skladištiti odvojeno od drugih kemikalija.
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 iznimnu sposobnost apsorpcije neutrona kristalnog bora za učinkovito smanjenje ili podešavanje neutronskog fluksa, osiguravajući sigurnost nuklearnih energetskih sustava.
II. Primjene poluvodiča
-P-tip dopanta
Kao element III. skupine, kristalni bor uvodi akceptorske razine u silicij i služi kao jezgra dopanta za izradu poluvodiča P-tipa. Precizna kontrola koncentracije dopiranja omogućuje stvaranje P-tipskih jama ili supstrata u uređajima, uključujući diode, tranzistore s efektom polja (FET) i bipolarne tranzistore s izoliranom vratima (IGBT).
-Priprava monokristalnog silicija P-tipa
Tijekom rasta monokristalnog silicija Czochralskijevom (CZ) ili Float Zone (FZ) metodom, tragovi kristalnog bora visoke čistoće dodaju se u talinu polikristalnog silicija visoke čistoće. Iskorištavanjem učinka segregacije bora u siliciju, dobivaju se monokristali silicija P-tipa s kontroliranom otpornošću. Takvi monokristali djeluju kao osnovni supstratni materijali za diskretne uređaje, analogne integrirane krugove i poluvodičke energetske uređaje.
-Izvorni materijal za silicijeve monokristale dopirane borom
Kao izvor čistog bora, kristalni bor može se koristiti za proizvodnju silicijevih monokristala sa specificiranim koncentracijama bora putem taline kao dopirajućeg sredstva. U usporedbi s drugim izvorima bora (npr. boran, borov tribromid), kristalni bor nudi vrhunsku stabilnost čistoće i ujednačenost dopiranja, što ga čini prikladnim za prilagođene zahtjeve podloge u visokoučinkovitim poluvodičkim uređajima kao što su detektori i visokonaponski energetski čipovi.
-Zahtjevi za čistoću
Kako bi se osigurali točni profili dopiranja i visoki prinos uređaja, kristalni bor mora zadovoljavati čistoću poluvodičke klase (obično ≥99,9999%, tj. 6N ili više). Metalne nečistoće (npr. Fe, Cu, Na) moraju se kontrolirati na razini ppb, uz stroga ograničenja za nečistoće lakih elemenata poput ugljika i kisika. Poput dopanta N-tipa, uključujući fosfor, antimon i arsen, kristalni bor i njegova kontaktna okolina sa silicijem moraju se rukovati u ultra čistim uvjetima.
III. Optika
-Koristi svoja izvanredna nelinearna optička svojstva za postizanje funkcija uključujući modulaciju svjetlosti, frekvencijsko pomicanje i udvostručenje frekvencije.
-Primjenjuje se u proizvodnji optičkih uređaja kao što su optički modulatori, optički frekvencijski češljevi i laseri.
-Služi kao pojačavajući medij za infracrvene lasere, s velikim 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 visoke temperature, široko korišten u pancirnim prslucima, tvrdim alatima, abrazivima i keramici otpornoj na habanje.
- Koristi se u proizvodnjispojevi bora s grafitima (B₉), koji imaju strukturu sličnu grafitu, visoku električnu vodljivost i toplinsku stabilnost, pogodni su za visokoučinkovita vodljiva veziva, materijale za upravljanje toplinom i materijale za trenje.
V. Vojska i zrakoplovstvo
-Visokočisti boron keramički balistički otporni materijali
-Usporivači bora visoke čistoće
- Sredstva za zavarivanje na bazi bora visoke čistoće
- Eksplozivi od bora visoke čistoće
-Raketna goriva visoke čistoće bogata borom / siromašna kisikom
VI. Legure i metalurgija
-Visokočiste legure bora i bakra
-Visokočiste legure bora i titana
-Visokočisti polikristalni dijamant dopiran borom
- Alati od visokočistog bora, supertvrdi i otporni na habanje
- Čelične ploče visoke čistoće od bora otporne na koroziju
-Visokočiste legure bora i nikla
-Visokočiste legure bora i kroma
-Litij-borove legure (za materijale za baterije sljedeće generacije)
-Supravodljive legure bora i magnezija
VII. Površinski premazi (nanoprahovi)
-Visokočisti materijali za nano-premazivanje bora u prahu nanose se na površine podloge raspršivanjem, dajući komponentama sljedeća svojstva:
Otpornost na habanje
Otpornost na koroziju
Otpornost na visoke temperature
Otpornost na oksidaciju
Otpornost na starenje
-Zadovoljava ekstremne radne zahtjeve zrakoplovnih motora i drugih teških okruženja (npr. optoelektronička, 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 izgaranja i specifičnog impulsa, pogodan za taktičke rakete i zrakoplovne sustave za pojačavanje.
2. Visokoenergetska goriva za rakete i projektile:Koristi se u proizvodnji boranskih spojeva (npr. diborana, dekaborana) kao ključnih komponenti tekućih ili krutih visokoenergetskih goriva.
II. Nuklearna industrija
1. Materijali za apsorpciju neutrona:Iskorištavanje visokog presjeka hvatanja toplinskih neutrona bora-10 (¹⁰B), koji se koristi u kontrolnim šipkama nuklearnih reaktora, sustavima za hitno gašenje i slojevima neutronske zaštite.
2. Brojači neutrona:Premazan na unutarnjim stijenkama detektora za detekciju toplinskih neutrona i analizu energetskog spektra.
3. Proizvodnja borovog čelika:Koristi se kao dodatak boru za taljenje specijalnih legiranih čelika (borovog čelika) za strukturne komponente reaktora i dijelove za neutronsku zaštitu.
III. Elektronika i elektrotehnika
1. Elektrode za paljenje za ignitrone:Nakon karbonizacije na 2300 ℃, koriste se kao katodni materijali za jezgre paljenja 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. Taljenje posebnog legiranog čelika:Dodatak tragova bora značajno poboljšava prokaljivost, čvrstoću na visokim temperaturama i otpornost čelika na neutronsko zračenje.
2. Hvatač plina za rastaljeni bakar:Uklanja kisik i druge otopljene plinove iz rastaljenog bakra kako bi se poboljšala vodljivost i gustoća.
3. Materijali ojačani vlaknima bora:Koristi se kao glavna sirovina za borova vlakna u zrakoplovnim kompozitima i visokoučinkovitoj sportskoj opremi.
V. Katalizatori i kemijska sinteza
1. Katalizatori organske sinteze:Koristi se u reakcijama selektivne hidrogenacije, dehidrogenacije i preuređenja za poboljšanje prinosa i selektivnosti.
2. Katalizatori u keramičkoj industriji:Poticati sinteriranje i zgušnjavanje boridne keramike na niskim temperaturama (npr. TiB₂, ZrB₂).
3. Sinteza visokočistoćnih spojeva bora:Koristi se kao izvor bora za proizvodnju visokočiste borne kiseline, natrijevog borohidrida, borovog nitrida i drugih finih kemikalija.
4. Priprema visokočistoćnih borovih halogenida:Koristi se za sintezu visokočistoće BBr₃, BCl₃ itd., kao izvora difuzije poluvodiča i dopanta za optička vlakna.
VI. Automobilski sigurnosni sustavi
-Inicijatori zračnih jastuka: Koristi se kao komponenta plinotvornih sredstava; nakon sudara brzo izgara stvarajući dušik pod visokim tlakom i napuhujući zračni jastuk.
VII. Industrija vatrometa i pirotehnike
-Pirotehnička sredstva: Pri gorenju proizvode zeleni plamen i jarke iskre, koriste se u vatrometu, signalnim bakljama i vojnim osvjetljavajućim projektilima.
VIII. Farmaceutska i biološka područja
-Farmaceutski međuprodukti: Koriste se u sintezi lijekova koji sadrže bor (npr. borofenilalanin) za terapiju hvatanja neutrona borom (BNCT) ili kao izvori dopinga za antibakterijske materijale.
