
| बोरॉन | |
| देखावा | काळा-तपकिरी |
| एसटीपी येथील टप्पा | ठोस |
| वितळणबिंदू | २३४९ के (२०७६ °से, ३७६९ °फॅ) |
| उकळत्या बिंदू | ४२०० के (३९२७ अंश से, ७१०१ अंश फॅ) |
| द्रव अवस्थेतील घनता (वितळणबिंदूवर) | २.०८ ग्रॅम/सेमी³ |
| वितळण्याची उष्णता | ५०.२ किलो जूल/मोल |
| बाष्पीभवनाची उष्णता | ५०८ केजे/मोल |
| मोलर उष्णता क्षमता | ११.०८७ जूल/(मोल·केल्विन) |
बोरॉन पावडरसाठी उद्योग तपशील
| उत्पादनाचे नाव | रासायनिक घटक | सरासरी कण आकार | देखावा | ||||||
| बोरॉन पावडर | नॅनो बोरॉन ≥९९.९% | एकूण ऑक्सिजन ≤100ppm | मेटल आयन (Fe/Zn/Al/Cu/Mg/Cr/Ni) / | डी५० ५०~८०एनएम | काळी पावडर | ||||
| क्रिस्टल बोरॉन पावडर | बोरॉन क्रिस्टल ≥९९% | मॅग्नेशियम ≤ ३% | Fe≤0.12% | Al≤1% | Ca≤0.08% | Si ≤0.05% | तांबे ≤०.००१% | -३०० मेश | फिकट तपकिरी ते गडद राखाडी पावडर |
| अस्फटिक मूलद्रव्य बोरॉन पावडर | बोरॉन नॉन क्रिस्टल ≥९५% | मॅग्नेशियम ≤ ३% | पाण्यात विरघळणारे बोरॉन ≤०.६% | पाण्यात न विरघळणारे पदार्थ ≤०.५% | पाणी आणि बाष्पशील पदार्थ ≤०.४५% | मानक आकार १ मायक्रॉन, विनंतीनुसार इतर आकार उपलब्ध आहे. | फिकट तपकिरी ते गडद राखाडी पावडर | ||
पॅकेज: ॲल्युमिनियम फॉइल बॅग
साठवणूक: हवाबंद, कोरड्या जागी जतन करावे आणि इतर रसायनांपासून वेगळे ठेवावे.
स्फटिकमय बोरॉनचे विशिष्ट उपयोग कोणते आहेत?
१. अणुऊर्जा उद्योग
अणुभट्ट्यांमध्ये न्यूट्रॉनचा वेग नियंत्रित करण्यासाठी आणि अणुभट्टीचे कार्य स्थिर ठेवण्यासाठी न्यूट्रॉन अभिक्रिया नियंत्रण सामग्री म्हणून कार्य करते.
स्फटिकमय बोरॉनच्या असाधारण न्यूट्रॉन शोषण क्षमतेचा उपयोग करून न्यूट्रॉन फ्लक्स प्रभावीपणे कमी किंवा समायोजित केला जातो, ज्यामुळे अणुऊर्जा प्रणालींची सुरक्षितता सुनिश्चित होते.
II. सेमीकंडक्टर अनुप्रयोग
-पी-प्रकार डोपंट
गट III मूलद्रव्य म्हणून, स्फटिकमय बोरॉन सिलिकॉनमध्ये स्वीकर्ता स्तर (acceptor levels) निर्माण करतो आणि पी-प्रकारचे अर्धसंवाहक (P-type semiconductors) तयार करण्यासाठी मुख्य डोपंट (core dopant) म्हणून काम करतो. आयन इम्प्लांटेशन (ion implantation) किंवा डिफ्यूजन (diffusion) प्रक्रियेद्वारे, डोपिंगच्या प्रमाणावर अचूक नियंत्रण ठेवून डायोड, फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर (FETs) आणि इन्सुलेटेड-गेट बायपोलर ट्रान्झिस्टर (IGBTs) यांसारख्या उपकरणांमध्ये पी-प्रकारचे वेल्स (wells) किंवा सबस्ट्रेट्स (substrates) तयार करणे शक्य होते.
पी-प्रकारच्या मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉनची तयारी
झोक्रालस्की (CZ) किंवा फ्लोट झोन (FZ) पद्धतीद्वारे मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉनच्या वाढीदरम्यान, उच्च-शुद्ध पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉनच्या वितळलेल्या मिश्रणात उच्च-शुद्ध क्रिस्टलाइन बोरॉनचे अल्प प्रमाण मिसळले जाते. सिलिकॉनमधील बोरॉनच्या विलगीकरण परिणामाचा उपयोग करून, नियंत्रित करता येण्याजोगी रोधकता असलेले पी-प्रकारचे सिलिकॉन सिंगल क्रिस्टल्स मिळवले जातात. असे सिंगल क्रिस्टल्स डिस्क्रीट उपकरणे, ॲनालॉग इंटिग्रेटेड सर्किट्स आणि पॉवर सेमीकंडक्टर उपकरणांसाठी मूलभूत सबस्ट्रेट सामग्री म्हणून कार्य करतात.
बोरॉन-मिश्रित सिलिकॉन एकल स्फटिकांसाठी स्रोत सामग्री
शुद्ध बोरॉनचा स्रोत म्हणून, स्फटिकमय बोरॉनचा वापर वितळलेल्या मिश्रणात सह-डोपिंगद्वारे (melt co-doping) विशिष्ट बोरॉन सांद्रतेसह सिलिकॉनचे एकल स्फटिक (single crystals) तयार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. इतर बोरॉन स्रोतांच्या (उदा., बोरेन, बोरॉन ट्रायब्रोमाइड) तुलनेत, स्फटिकमय बोरॉन उत्कृष्ट शुद्धता स्थिरता आणि डोपिंगची एकसमानता प्रदान करतो, ज्यामुळे तो डिटेक्टर आणि उच्च-व्होल्टेज पॉवर चिप्ससारख्या उच्च-कार्यक्षमता सेमीकंडक्टर उपकरणांमधील सानुकूलित सबस्ट्रेटच्या गरजांसाठी योग्य ठरतो.
शुद्धतेच्या आवश्यकता
अचूक डोपिंग प्रोफाइल आणि उच्च डिव्हाइस उत्पादनक्षमता सुनिश्चित करण्यासाठी, स्फटिकीय बोरॉनने सेमीकंडक्टर-ग्रेड शुद्धता (सामान्यतः ≥९९.९९९९%, म्हणजेच ६N किंवा त्याहून अधिक) पूर्ण करणे आवश्यक आहे. धातूंच्या अशुद्धी (उदा., Fe, Cu, Na) ppb पातळीवर नियंत्रित केल्या पाहिजेत, तसेच कार्बन आणि ऑक्सिजनसारख्या हलक्या मूलद्रव्यांच्या अशुद्धींवर कठोर मर्यादा असाव्यात. फॉस्फरस, अँटिमनी आणि आर्सेनिकसह N-प्रकारच्या डोपंट्सप्रमाणेच, स्फटिकीय बोरॉन आणि सिलिकॉनसोबतचा त्याचा संपर्क परिसर अत्यंत स्वच्छ परिस्थितीत हाताळला गेला पाहिजे.
III. प्रकाशशास्त्र
प्रकाश मॉड्युलेशन, फ्रिक्वेन्सी स्वीपिंग आणि फ्रिक्वेन्सी डबलिंग यांसारखी कार्ये साध्य करण्यासाठी त्याच्या उत्कृष्ट नॉनलाइनर ऑप्टिकल गुणधर्मांचा उपयोग करते.
ऑप्टिकल मॉड्युलेटर, ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सी कॉम्ब आणि लेझर यांसारख्या ऑप्टिकल उपकरणांच्या निर्मितीमध्ये वापरले जाते.
- मोठा उत्सर्जन क्रॉस-सेक्शन आणि विस्तृत उत्तेजन स्पेक्ट्रल रेंज असलेली, इन्फ्रारेड लेसर्ससाठी गेन माध्यम म्हणून कार्य करते.
IV. उच्च कठीणता असलेले पदार्थ
च्या उत्पादनात वापरले जातेबोरॉन कार्बाइड (B₄C)उत्कृष्ट झीज-प्रतिरोधकता आणि उच्च-तापमान स्थिरता असलेला एक अतिशय कठीण सिरॅमिक पदार्थ, जो बुलेटप्रूफ वेस्ट, कठीण अवजारे, अपघर्षक आणि झीज-प्रतिरोधक सिरॅमिक्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो.
च्या उत्पादनात वापरले जातेग्राफाईट बोरॉन संयुगे (B₉)ज्यांची रचना ग्रॅफाइटसारखी असते, उच्च विद्युत वाहकता आणि औष्णिक स्थिरता असते, ते उच्च-कार्यक्षमता वाहक बंधक, औष्णिक व्यवस्थापन साहित्य आणि घर्षण साहित्यासाठी योग्य आहेत.
५. लष्करी आणि एरोस्पेस
-उच्च-शुद्धता बोरॉन सिरेमिक बॅलिस्टिक-प्रतिरोधक साहित्य
-उच्च-शुद्धता बोरॉन रिटार्डंट्स
-उच्च-शुद्धतेचे बोरॉन वेल्डिंग एजंट
उच्च-शुद्धतेचे बोरॉन स्फोटक
- उच्च-शुद्धतेचे बोरॉन इंधन-समृद्ध / ऑक्सिजन-विरल रॉकेट प्रणोदक
VI. मिश्रधातू आणि धातुशास्त्र
उच्च-शुद्धतेचे बोरॉन-तांबे मिश्रधातू
उच्च-शुद्धतेचे बोरॉन-टायटॅनियम मिश्रधातू
-उच्च-शुद्धतेचा बोरॉन-मिश्रित बहुस्फटिक हिरा
-उच्च-शुद्धता बोरॉनपासून बनवलेली अतिशय कठीण आणि झीज-प्रतिरोधक साधने
-उच्च-शुद्धतेचे बोरॉन गंज-प्रतिरोधक स्टील प्लेट्स
उच्च-शुद्धतेचे बोरॉन-निकेल मिश्रधातू
उच्च-शुद्धतेचे बोरॉन-क्रोमियम मिश्रधातू
- लिथियम-बोरॉन मिश्रधातू (पुढच्या पिढीच्या बॅटरी सामग्रीसाठी)
-बोरॉन-मॅग्नेशियम अतिवाहक मिश्रधातू
७. पृष्ठभागावरील लेप (नॅनोपावळीचे पदार्थ)
स्पटरिंगद्वारे सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागांवर उच्च-शुद्धतेची बोरॉन नॅनो-कोटिंग पावडर सामग्री जमा केली जाते, ज्यामुळे घटकांना खालील गुणधर्म प्राप्त होतात:
oझिज प्रतिरोध
गंजरोधक
उच्च तापमान प्रतिरोधकता
ऑक्सिडेशन प्रतिरोध
वृद्धत्व प्रतिकार
-एरोस्पेस इंजिन आणि इतर खडतर वातावरणातील अत्यंत कठीण कार्यान्वयन आवश्यकतांची पूर्तता करते (उदा., ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक, चुंबकीय गुणधर्म).
अस्फटिक बोरॉनचे सामान्य उपयोग कोणते आहेत?
१. उच्च-ऊर्जा इंधन आणि प्रणोदक
१. घन रॉकेट प्रणोदक:ज्वलन दर आणि विशिष्ट आवेग वाढवण्यासाठी उच्च-ऊर्जा पूरक म्हणून वापरले जाते, जे सामरिक क्षेपणास्त्रे आणि एरोस्पेस बूस्टर प्रणालींसाठी उपयुक्त आहे.
२. रॉकेट आणि क्षेपणास्त्रांसाठी उच्च-ऊर्जा इंधन:द्रव किंवा घन उच्च-ऊर्जा इंधनांचे प्रमुख घटक म्हणून बोरेन संयुगांच्या (उदा., डायबोरेन, डेकाबोरेन) उत्पादनात वापरले जाते.
II. अणुऊर्जा उद्योग
१. न्यूट्रॉन शोषक पदार्थ:बोरॉन-10 (¹⁰B) च्या उच्च थर्मल न्यूट्रॉन कॅप्चर क्रॉस-सेक्शनचा फायदा घेणे, जे अणुभट्टी नियंत्रण रॉड, आपत्कालीन शटडाउन सिस्टम आणि न्यूट्रॉन शिल्डिंग लेयर्समध्ये वापरले जाते.
२. न्यूट्रॉन काउंटर:औष्णिक न्यूट्रॉन शोधन आणि ऊर्जा वर्णपट विश्लेषणासाठी वापरल्या जाणाऱ्या डिटेक्टरच्या आतील भिंतींवर लेपित केलेले.
३. बोरॉन स्टील उत्पादन:रिॲक्टरचे संरचनात्मक घटक आणि न्यूट्रॉन शिल्डिंग भागांसाठी विशेष मिश्रधातू पोलाद (बोरॉन स्टील) वितळवताना बोरॉन ॲडिटिव्ह म्हणून वापरले जाते.
III. इलेक्ट्रॉनिक आणि इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकी
1.इग्निट्रॉनसाठी इग्निटर इलेक्ट्रोड्स:२३००℃ तापमानावर कार्बनीकरण केल्यानंतर, कमी प्रज्वलन उंबरठा आणि उच्च क्षरण प्रतिरोध असलेल्या प्रज्वलन गाभ्यांसाठी कॅथोड सामग्री म्हणून वापरले जाते.
२. उच्च-कार्यक्षमता कॅथोडसाठी लागणारा कच्चा मालइलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप आणि उच्च-शक्तीच्या मायक्रोवेव्ह ट्यूबमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या अत्यंत स्थिर, दीर्घायुषी थर्मिओनिक कॅथोड, लँथेनम हेक्साबोराइड (LaB₆) चे संश्लेषण करण्यासाठी वापरले जाते.
IV. धातुशास्त्र आणि पदार्थ प्रक्रिया
१. विशेष मिश्रधातू पोलाद प्रगलन:अल्प प्रमाणात बोरॉन मिसळल्याने पोलादाची कठिनीकरणक्षमता, उच्च-तापमानातील मजबुती आणि न्यूट्रॉन किरणोत्सर्ग प्रतिरोध लक्षणीयरीत्या सुधारतो.
२. वितळलेल्या तांब्यासाठी गॅस स्कॅव्हेंजर:वितळलेल्या तांब्यामधून ऑक्सिजन आणि इतर विरघळलेले वायू काढून टाकून त्याची वाहकता आणि घनता वाढवते.
३. बोरॉन फायबर प्रबलित साहित्य:एरोस्पेस कंपोझिट्स आणि उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या क्रीडा उपकरणांमध्ये बोरॉन फायबरसाठी मुख्य कच्चा माल म्हणून वापरले जाते.
५. उत्प्रेरक आणि रासायनिक संश्लेषण
१. सेंद्रिय संश्लेषण उत्प्रेरक:निवडक हायड्रोजनीकरण, डीहायड्रोजनीकरण आणि पुनर्व्यवस्था अभिक्रियांमध्ये उत्पन्न आणि निवडक्षमता सुधारण्यासाठी वापरले जाते.
२. सिरॅमिक उद्योगातील उत्प्रेरक:बोराइड सिरॅमिक्सचे (उदा., TiB₂, ZrB₂) कमी तापमानात सिंटरिंग आणि घनीकरण वाढवा.
३. उच्च-शुद्धतेच्या बोरॉन संयुगांचे संश्लेषण:उच्च-शुद्धतेचे बोरिक ऍसिड, सोडियम बोरोहायड्राइड, बोरॉन नायट्राइड आणि इतर सूक्ष्म रसायने तयार करण्यासाठी बोरॉनचा स्रोत म्हणून वापरले जाते.
४. उच्च-शुद्धतेच्या बोरॉन हॅलाइड्सची निर्मिती:सेमीकंडक्टर डिफ्यूजन स्रोत आणि ऑप्टिकल फायबर डोपंट म्हणून उच्च-शुद्धतेचे BBr₃, BCl₃, इत्यादींचे संश्लेषण करण्यासाठी वापरले जाते.
VI. वाहन सुरक्षा प्रणाली
-एअरबॅग इनिशिएटर्स: वायू निर्माण करणाऱ्या घटकांचा एक घटक म्हणून वापरले जाते; टक्कर झाल्यावर, ते वेगाने जळून उच्च दाबाचा नायट्रोजन वायू तयार करते आणि एअरबॅग फुगवते.
७. फटाके आणि आतषबाजी उद्योग
-स्फोटक परिणाम देणारे घटक: जळल्यावर हिरव्या ज्वाला आणि तेजस्वी ठिणग्या निर्माण करतात, यांचा वापर फटाके, संकेत देणारे दिवे (सिग्नल फ्लेअर्स) आणि लष्करी प्रकाशमान क्षेपणास्त्रांमध्ये केला जातो.
VIII. औषधनिर्माण आणि जैविक क्षेत्रे
- औषधीय मध्यस्थ: बोरॉन न्यूट्रॉन कॅप्चर थेरपी (BNCT) साठी बोरॉन-युक्त औषधांच्या (उदा., बोरोनोफेनिलॅलानिन) संश्लेषणात किंवा प्रतिजैविक पदार्थांसाठी डोपिंग स्रोत म्हणून वापरले जातात.