Bórpor
| Bór | |
| Megjelenés | Fekete-barna |
| Fázis az STP-n | Szilárd |
| Olvadáspont | 2349 K (2076 °C, 3769 °F) |
| Forráspont | 4200 K (3927 °C, 7101 °F) |
| Sűrűség folyékony állapotban (op. hőmérsékleten) | 2,08 g/cm3 |
| Olvadáshő | 50,2 kJ/mol |
| Párolgáshő | 508 kJ/mol |
| Moláris hőkapacitás | 11,087 J/(mol·K) |
Vállalati specifikáció a bórporhoz
| Termék neve | Kémiai összetevő | Átlagos részecskeméret | Megjelenés | ||||||
| Bórpor | Nano bór ≥99,9% | Teljes oxigén ≤100 ppm | Fémion (Fe/Zn/Al/Cu/Mg/Cr/Ni) / | D50 50~80 nm | Fekete por | ||||
| Kristálybórpor | Bórkristály ≥99% | Mg≤3% | Fe≤0,12% | Al≤1% | Ca≤0,08% | Si ≤0,05% | Réz ≤0,001% | -300-as háló | Világosbarna vagy sötétszürke por |
| Amorf elem bórpor | Bór nem kristályos ≥95% | Mg≤3% | Vízben oldódó bór ≤0,6% | Vízben oldhatatlan anyag ≤0,5% | Víz és illékony anyagok ≤0,45% | Standard méret 1 mikron, más méret kérésre elérhető. | Világosbarna vagy sötétszürke por | ||
Csomag: Alumíniumfólia zacskó
Tárolás: Lezárt, szárított körülmények között, más vegyszerektől elkülönítve tárolandó.
Melyek a kristályos bór konkrét alkalmazásai?
I. Atomipar
-Neutronreakció-szabályozó anyagként szolgál az atomreaktorokban a neutronsebesség szabályozására és a reaktor stabil működésének fenntartására.
- Kihasználja a kristályos bór kivételes neutronabszorpciós képességét a neutronfluxus hatékony csökkentésére vagy beállítására, biztosítva a nukleáris energiarendszerek biztonságát.
II. Félvezető alkalmazások
-P-típusú adalékanyag
A kristályos bór III. csoportú elemként akceptorszinteket visz be a szilíciumba, és mag-adalékanyagként szolgál a P-típusú félvezetők gyártásához. Ionimplantációs vagy diffúziós folyamatokon keresztül a doppingkoncentráció pontos szabályozása lehetővé teszi P-típusú kutak vagy szubsztrátok kialakulását olyan eszközökben, mint a diódák, a térvezérlésű tranzisztorok (FET-ek) és a szigetelt kapus bipoláris tranzisztorok (IGBT-k).
-P-típusú monokristályos szilícium előállítása
A monokristályos szilícium Czochralski (CZ) vagy Float Zone (FZ) módszerrel történő növesztése során nagy tisztaságú kristályos bórt adnak a nagy tisztaságú polikristályos szilíciumolvadékhoz. A bór szilíciumban lévő szegregációs hatását kihasználva szabályozható ellenállású P-típusú szilícium egykristályokat kapnak. Az ilyen egykristályok alapvető szubsztrátanyagként szolgálnak diszkrét eszközökhöz, analóg integrált áramkörökhöz és teljesítmény félvezető eszközökhöz.
-Bórral adalékolt szilícium egykristályok forrásanyaga
Tiszta bórforrásként a kristályos bór felhasználható meghatározott bórkoncentrációjú szilícium-monokristályok előállítására olvadék-ko-adalékolással. Más bórforrásokhoz (pl. borán, bór-tribromid) képest a kristályos bór kiváló tisztasági stabilitást és adalékolási egyenletességet kínál, így alkalmassá teszi a nagy teljesítményű félvezető eszközök, például detektorok és nagyfeszültségű teljesítménychipek egyedi szubsztrátkövetelményeinek kielégítésére.
-Tisztasági követelmények
A pontos adalékolási profilok és a magas eszközhozam biztosítása érdekében a kristályos bórnak félvezető minőségű tisztasággal kell rendelkeznie (jellemzően ≥99,9999%, azaz 6N vagy magasabb). A fémszennyeződéseket (pl. Fe, Cu, Na) ppb szinten kell szabályozni, szigorú korlátozásokkal a könnyűelem-szennyeződésekre, például a szénre és az oxigénre vonatkozóan. Az N-típusú adalékanyagokhoz, például a foszforhoz, az antimonhoz és az arzénhoz hasonlóan a kristályos bórt és a szilíciummal érintkező környezetét is ultratiszta körülmények között kell kezelni.
III. Optika
- Kiemelkedő nemlineáris optikai tulajdonságait kihasználva olyan funkciókat ér el, mint a fénymoduláció, a frekvenciasöprés és a frekvenciakettőzés.
-Optikai eszközök, például optikai modulátorok, optikai frekvenciakeverők és lézerek gyártásában alkalmazzák.
-Infravörös lézerek erősítő közegeként szolgál, nagy emissziós keresztmetszettel és széles gerjesztési spektrumtartománnyal rendelkezik.
IV. Nagy keménységű anyagok
-A következők gyártása során használjákbór-karbid (B₄C), egy ultrakemény kerámia anyag, kiváló kopásállósággal és magas hőmérsékleti stabilitással, széles körben használják golyóálló mellényekben, kemény szerszámokban, csiszolóanyagokban és kopásálló kerámiákban.
-A következők gyártása során használjákgrafitbórvegyületek (B₉), amelyek grafitszerű szerkezettel, magas elektromos vezetőképességgel és hőstabilitással rendelkeznek, alkalmasak nagy teljesítményű vezetőképes kötőanyagokhoz, hőkezelő anyagokhoz és súrlódó anyagokhoz.
V. Katonai és repülőgépipari
-Nagy tisztaságú bórkerámia ballisztikailag ellenálló anyagok
-Nagy tisztaságú bór-gátlók
-Nagy tisztaságú bór hegesztőanyagok
-Nagy tisztaságú bór robbanóanyagok
-Nagy tisztaságú, bór üzemanyagban gazdag / oxigénszegény rakétahajtóanyagok
VI. Ötvözetek és kohászat
-Nagy tisztaságú bór-réz ötvözetek
-Nagy tisztaságú bór-titán ötvözetek
-Nagy tisztaságú bórral adalékolt polikristályos gyémánt
-Nagy tisztaságú bórból készült, szuperkemény kopásálló szerszámok
-Nagy tisztaságú bór korrózióálló acéllemezek
-Nagy tisztaságú bór-nikkel ötvözetek
-Nagy tisztaságú bór-króm ötvözetek
-Lítium-bór ötvözetek (a következő generációs akkumulátor-anyagokhoz)
-Bór-magnézium szupravezető ötvözetek
VII. Felületbevonatok (nanopor anyagok)
-A nagy tisztaságú bór nanobevonatú poranyagokat porlasztással választják le az aljzat felületére, ami a következő tulajdonságokat kölcsönzi az alkatrészeknek:
oKopásállóság
Korrózióállóság
Magas hőmérsékleti ellenállás
Oxidációs ellenállás
Öregedésállóság
-Megfelel a repülőgépipari motorok és más zord környezetek extrém üzemeltetési követelményeinek (pl. optoelektronikai, mágneses tulajdonságok).
Melyek az amorf bór tipikus alkalmazásai?
I. Nagy energiatartalmú üzemanyagok és hajtóanyagok
1. Szilárd rakétahajtóanyagok:Nagy energiájú adalékanyagként használják az égési sebesség és a fajlagos impulzus növelésére, alkalmas taktikai rakétákhoz és repülőgépipari gyorsítórendszerekhez.
2. Nagy energiatartalmú üzemanyagok rakétákhoz és légvédelmi rakétákhoz:Boránvegyületek (pl. diborán, dekaborán) előállításához használják, mint folyékony vagy szilárd, nagy energiatartalmú üzemanyagok kulcsfontosságú összetevőit.
II. Atomipar
1. Neutron abszorpciós anyagok:A bór-10 (¹⁰B) nagy termikus neutronbefogási hatáskeresztmetszetének kihasználása, amelyet atomreaktorok szabályozórudaiban, vészleállító rendszereiben és neutronvédő rétegeiben használnak.
2. Neutronszámlálók:Termikus neutron detektálásra és energiaspektrum-elemzésre szolgáló detektorok belső falán bevonattal.
3. Bór acélgyártás:Bór-adalékként használják speciális ötvözött acélok (bóracél) olvasztásához reaktor szerkezeti elemeiben és neutronárnyékoló alkatrészekben.
III. Elektronikai és villamosmérnöki
1. Gyújtóelektródák Ignitronokhoz:2300 ℃-on történő karbonizálás után katódanyagként használják alacsony gyulladási küszöbértékű és nagy ablációs ellenállású gyújtómagokhoz.
2. Nagy teljesítményű katódok nyersanyagaiLantán-hexaborid (LaB₆) szintézisére használják, amely egy rendkívül stabil, hosszú élettartamú termionos katód, amelyet elektronmikroszkópokban és nagy teljesítményű mikrohullámú csövekben alkalmaznak.
IV. Kohászat és anyagfeldolgozás
1. Speciális ötvözött acél olvasztás:A bórnyomok hozzáadása jelentősen javítja az acél edzhetőségét, magas hőmérsékleti szilárdságát és neutronbesugárzással szembeni ellenállását.
2. Olvadt réz gázmegkötője:Eltávolítja az oxigént és más oldott gázokat az olvadt rézből a vezetőképesség és a sűrűség növelése érdekében.
3. Bórszállal erősített anyagok:Bórszálak alapanyagaként használják repülőgépipari kompozitokban és nagy teljesítményű sportfelszerelésekben.
V. Katalizátorok és kémiai szintézis
1. Szerves szintézis katalizátorok:Szelektív hidrogénezésben, dehidrogénezésben és átrendeződési reakciókban használják a hozam és a szelektivitás javítására.
2. Kerámiaipari katalizátorok:Elősegíti a borid kerámiák (pl. TiB₂, ZrB₂) alacsony hőmérsékletű szinterelését és tömörítését.
3. Nagy tisztaságú bórvegyületek szintézise:Bórforrásként használják nagy tisztaságú bórsav, nátrium-borohidrid, bór-nitrid és más finomvegyszerek előállítására.
4. Nagy tisztaságú bórhalogenidek előállítása:Nagy tisztaságú BBr₃, BCl₃ stb. szintézisére használják félvezető diffúziós forrásként és optikai szál adalékanyagként.
VI. Autóipari biztonsági rendszerek
-Légzsák-indítóanyagok: Gázképző anyagok alkotóelemeként használják; ütközéskor gyorsan elég, nagynyomású nitrogént termel és felfújja a légzsákot.
VII. Tűzijáték- és pirotechnikai ipar
-Pirotechnikai hatású anyagok: Égéskor zöld lángokat és élénk szikrákat hoznak létre, tűzijátékokban, jelzőrakétákban és katonai világító lövedékekben használják.
VIII. Gyógyszerészeti és biológiai területek
-Gyógyszerészeti intermedierek: Bórtartalmú gyógyszerek (pl. boronofenilalanin) szintézisében használják bórneutron-befogásos terápiához (BNCT), vagy antibakteriális anyagok doppingforrásaként.
