Boro milteliai
| Boras | |
| Išvaizda | Juodai ruda |
| Fazė ties STP | Kietas |
| Lydymosi temperatūra | 2349 K (2076 °C, 3769 °F) |
| Virimo temperatūra | 4200 K (3927 °C, 7101 °F) |
| Tankis skysto būvio (lydimo temperatūroje) | 2,08 g/cm³ |
| Lydymosi šiluma | 50,2 kJ/mol |
| Garavimo šiluma | 508 kJ/mol |
| Molinė šilumos talpa | 11,087 J/(mol·K) |
Boro miltelių įmonės specifikacija
| Produkto pavadinimas | Cheminis komponentas | Vidutinis dalelių dydis | Išvaizda | ||||||
| Boro milteliai | Nano boras ≥99,9% | Bendras deguonis ≤100 ppm | Metalo jonai (Fe/Zn/Al/Cu/Mg/Cr/Ni) / | D50 50–80 nm | Juodi milteliai | ||||
| Krištoliniai boro milteliai | Boro kristalas ≥99% | Mg≤3% | Fe≤0,12% | Al≤1% | Ca≤0,08% | Si ≤0,05% | Varis ≤0,001% | -300 tinklelio | Šviesiai rudi arba tamsiai pilki milteliai |
| Amorfinio elemento boro milteliai | Boras nekristalinis ≥95% | Mg≤3% | Vandenyje tirpus boras ≤0,6% | Vandenyje netirpios medžiagos ≤0,5% | Vanduo ir lakiosios medžiagos ≤0,45% | Standartinis dydis 1 mikronas, kiti dydžiai galimi pagal pageidavimą. | Šviesiai rudi arba tamsiai pilki milteliai | ||
Pakuotė: aliuminio folijos maišelis
Laikymas: laikyti sandariai uždarytose džiovinimo sąlygose ir atskirai nuo kitų cheminių medžiagų.
Kokios yra konkrečios kristalinio boro panaudojimo sritys?
I. Branduolinė pramonė
- Naudojama kaip neutronų reakcijos valdymo medžiaga branduoliniuose reaktoriuose, reguliuojanti neutronų greitį ir palaikant stabilų reaktoriaus veikimą.
- Išnaudoja išskirtinę kristalinio boro neutronų sugerties galią, kad veiksmingai sumažintų arba sureguliuotų neutronų srautą, užtikrindamas branduolinės energijos sistemų saugumą.
II. Puslaidininkių taikymas
-P tipo legiruojančios medžiagos
Kristalinis boras, kaip III grupės elementas, į silicį įveda akceptorių lygius ir tarnauja kaip pagrindinis legiruojantis priedas P tipo puslaidininkių gamyboje. Tikslus legiravimo koncentracijos valdymas jonų implantacijos arba difuzijos procesais leidžia formuoti P tipo šulinius arba substratus tokiuose įrenginiuose kaip diodai, lauko tranzistoriai (FET) ir izoliuoto užtūros bipoliniai tranzistoriai (IGBT).
-P tipo monokristalinio silicio paruošimas
Monokristalinio silicio auginimo metu Čochralskio (CZ) arba plūduriuojančios zonos (FZ) metodu į gryną polikristalinio silicio lydalą pridedami labai gryno kristalinio boro pėdsakai. Pasinaudojant boro segregacijos efektu silicyje, gaunami P tipo silicio monokristalai su kontroliuojama varža. Tokie monokristalai yra pagrindinė substrato medžiaga diskretiems įtaisams, analoginiams integriniams grandynams ir galios puslaidininkiniams įtaisams.
- Šaltinio medžiaga boro legiruotiems silicio monokristalams
Kristalinis boras, kaip grynas boro šaltinis, gali būti naudojamas silicio monokristalams su nurodytomis boro koncentracijomis gaminti naudojant lydalo priedą. Palyginti su kitais boro šaltiniais (pvz., boranu, boro tribromidu), kristalinis boras pasižymi geresniu grynumo stabilumu ir legiravimo vienodumu, todėl tinka individualiems substrato reikalavimams didelio našumo puslaidininkiniuose įrenginiuose, tokiuose kaip detektoriai ir aukštos įtampos galios lustai.
-Grynumo reikalavimai
Siekiant užtikrinti tikslius legiravimo profilius ir didelį įrenginio našumą, kristalinis boras turi atitikti puslaidininkinio lygio grynumą (paprastai ≥99,9999 %, t. y. 6 N ar aukštesnį). Metalų priemaišos (pvz., Fe, Cu, Na) turi būti kontroliuojamos ppb lygmeniu, griežtai ribojant lengvųjų elementų priemaišas, tokias kaip anglis ir deguonis. Kaip ir N tipo legiruojantys priedai, įskaitant fosforą, stibį ir arseną, kristalinis boras ir jo sąlyčio su siliciu aplinka turi būti tvarkomi itin švariomis sąlygomis.
III. Optika
- Pasinaudoja išskirtinėmis netiesinėmis optinėmis savybėmis, kad pasiektų tokias funkcijas kaip šviesos moduliacija, dažnio šlavimas ir dažnio dvigubinimas.
-Taikomas optinių įtaisų, tokių kaip optiniai moduliatoriai, optiniai dažnio šukos ir lazeriai, gamyboje.
- Tarnauja kaip stiprinimo terpė infraraudonųjų spindulių lazeriams, pasižyminti dideliu emisijos skerspjūviu ir plačiu sužadinimo spektro diapazonu.
IV. Didelio kietumo medžiagos
- Naudojamas gamybojeboro karbidas (B₄C), itin kieta keraminė medžiaga, pasižyminti puikiu atsparumu dilimui ir stabilumu aukštoje temperatūroje, plačiai naudojama neperšaunamose liemenėse, kietuose įrankiuose, abrazyvuose ir atsparioje dilimui keramikoje.
- Naudojamas gamybojegrafito boro junginiai (B₉), kurios turi grafito tipo struktūrą, didelį elektrinį laidumą ir terminį stabilumą, tinka aukštos kokybės laidiems rišamiesiems mišiniams, šilumos valdymo medžiagoms ir trinties medžiagoms.
V. Karinė ir kosminė erdvė
-Aukštos grynumo boro keramikos balistinėms dūžiams atsparios medžiagos
-Aukšto grynumo boro antipirenai
-Didelio grynumo boro suvirinimo agentai
-Aukšto grynumo boro sprogmenys
-Didelio grynumo boro kuro prisotinti / deguonies neturtingi raketiniai degalai
VI. Lydiniai ir metalurgija
-Aukštos grynumo boro-vario lydiniai
-Aukštos grynumo boro-titano lydiniai
-Aukšto grynumo boru legiruotas polikristalinis deimantas
-Aukštos grynumo boro itin kieti, atsparūs dilimui įrankiai
-Aukšto grynumo boro korozijai atsparios plieno plokštės
-Aukštos grynumo boro-nikelio lydiniai
-Aukštos grynumo boro-chromo lydiniai
-Ličio-boro lydiniai (naujos kartos akumuliatorių medžiagoms)
-Boro-magnio superlaidūs lydiniai
VII. Paviršiaus dangos (nanopiltelių medžiagos)
-Aukštos grynumo boro nanodangos miltelių medžiagos nusodinamos ant pagrindo paviršiaus purškimo būdu, suteikiant komponentams šias savybes:
Atsparumas dilimui
Atsparumas korozijai
Atsparumas aukštai temperatūrai
oOksidacijos atsparumas
Atsparumas senėjimui
- Atitinka ekstremalius aviacijos ir kosmoso variklių eksploatavimo reikalavimus ir kitas atšiaurias aplinkas (pvz., optoelektronines, magnetines savybes).
Kokios yra tipinės amorfinio boro panaudojimo sritys?
I. Didelės energijos degalai ir propelentai
1. Kietieji raketiniai varikliai:Naudojamas kaip didelės energijos priedas degimo greičiui ir savitajam impulsui padidinti, tinka taktinėms raketoms ir kosmoso raketų stiprintuvų sistemoms.
2. Didelės energijos kuras raketoms ir sviediniams:Naudojamas borano junginių (pvz., diborano, dekaborano) gamyboje kaip pagrindinių skystų arba kietų didelės energijos degalų komponentų.
II. Branduolinė pramonė
1. Neutronų absorbcijos medžiagos:Išnaudojant didelį boro-10 (¹⁰B) šiluminio neutronų gaudymo skerspjūvį, naudojamą branduolinių reaktorių valdymo strypuose, avarinio stabdymo sistemose ir neutronų ekranavimo sluoksniuose.
2. Neutronų skaitikliai:Dengiama ant detektorių vidinių sienelių, skirtų terminių neutronų aptikimui ir energijos spektro analizei.
3.Boroninio plieno gamyba:Naudojamas kaip boro priedas lydant specialius legiruotus plienus (boro plieną), skirtus reaktorių konstrukciniams komponentams ir neutronų ekranavimo dalims.
III. Elektronikos ir elektrotechnikos inžinerija
1.Ignitronų uždegimo elektrodai:Po karbonizavimo 2300 ℃ temperatūroje, naudojamas kaip katodo medžiaga uždegimo šerdims, turinčioms žemą uždegimo slenkstį ir didelį atsparumą abliacijai.
2. Žaliavos didelio našumo katodamsNaudojamas lantano heksaborido (LaB₆) sintezei – tai labai stabilus, ilgaamžis termioninis katodas, naudojamas elektroniniuose mikroskopuose ir didelės galios mikrobangų vamzdeliuose.
IV. Metalurgija ir medžiagų apdirbimas
1.Specialus legiruotojo plieno lydymas:Boro pėdsakų pridėjimas žymiai pagerina plieno grūdinamumą, stiprumą aukštoje temperatūroje ir atsparumą neutronų spinduliuotei.
2. Išlydyto vario dujų gaudyklė:Pašalina deguonį ir kitas ištirpusias dujas iš išlydyto vario, kad padidintų laidumą ir tankį.
3.Boro pluoštu armuotos medžiagos:Naudojama kaip pagrindinė boro pluošto žaliava aviacijos ir kosmoso kompozituose bei didelio našumo sporto įrangoje.
V. Katalizatoriai ir cheminė sintezė
1.Organinės sintezės katalizatoriai:Naudojamas selektyviose hidrinimo, dehidrinimo ir pertvarkymo reakcijose, siekiant pagerinti išeigą ir selektyvumą.
2. Keramikos pramonės katalizatoriai:Skatinti borido keramikos (pvz., TiB₂, ZrB₂) sukepinimą ir tankinimą žemoje temperatūroje.
3. Didelio grynumo boro junginių sintezė:Naudojamas kaip boro šaltinis didelio grynumo boro rūgščiai, natrio borohidridui, boro nitridui ir kitoms smulkioms cheminėms medžiagoms gaminti.
4. Didelio grynumo boro halogenidų paruošimas:Naudojamas didelio grynumo BBr₃, BCl₃ ir kt. sintezei kaip puslaidininkių difuzijos šaltiniams ir optinių skaidulų priedams.
VI. Automobilių saugos sistemos
- Oro pagalvių iniciatoriai: naudojami kaip dujas generuojančių medžiagų komponentas; susidūrimo metu jie greitai sudega, išskirdami aukšto slėgio azotą ir pripūsdami oro pagalvę.
VII. Fejerverkų ir pirotechnikos pramonė
-Pirotechniniai efektai: Degant susidaro žalios liepsnos ir ryškios kibirkštys, naudojami fejerverkuose, signalinėse raketose ir kariniuose šviečiamuosiuose sviediniuose.
VIII. Farmacijos ir biologijos sritys
-Farmacijos tarpiniai produktai: naudojami boro turinčių vaistų (pvz., borofenilalanino) sintezėje, skirtoje boro neutronų surinkimo terapijai (BNCT), arba kaip antibakterinių medžiagų legiravimo šaltiniai.
