Boorpoeder
| Borium | |
| Verschijning | Zwartbruin |
| Fase bij STP | Stevig |
| Smeltpunt | 2349 K (2076 °C, 3769 °F) |
| Kookpunt | 4200 K (3927 °C, 7101 °F) |
| Dichtheid in vloeibare toestand (bij smeltpunt) | 2,08 g/cm3 |
| smeltwarmte | 50,2 kJ/mol |
| verdampingswarmte | 508 kJ/mol |
| Molaire warmtecapaciteit | 11,087 J/(mol·K) |
Bedrijfsspecificatie voor boorpoeder
| Productnaam | Chemische component | Gemiddelde deeltjesgrootte | Verschijning | ||||||
| Boorpoeder | Nanoborium ≥99,9% | Totaal zuurstofgehalte ≤100 ppm | Metaalionen (Fe/Zn/Al/Cu/Mg/Cr/Ni) / | D50 50~80nm | Zwart buskruit | ||||
| Kristallijn boorpoeder | Boriumkristal ≥99% | Mg≤3% | Fe≤0,12% | Al≤1% | Ca≤0,08% | Si ≤0,05% | Cu ≤0,001% | -300 mesh | Lichtbruin tot donkergrijs poeder |
| Amorf element boorpoeder | Niet-kristallijn boor ≥95% | Mg≤3% | In water oplosbaar boor ≤0,6% | Wateronoplosbare stoffen ≤0,5% | Water en vluchtige stoffen ≤0,45% | Standaardmaat 1 micron, andere maten zijn op aanvraag verkrijgbaar. | Lichtbruin tot donkergrijs poeder | ||
Verpakking: Aluminiumfoliezak
Opslag: Bewaren onder luchtdichte droogomstandigheden en gescheiden bewaren van andere chemicaliën.
Wat zijn de specifieke toepassingen van kristallijn boor?
I. Kernindustrie
- Het dient als neutronenreactiecontrolemateriaal in kernreactoren om de neutronensnelheid te reguleren en een stabiele werking van de reactor te garanderen.
-Maakt gebruik van het uitzonderlijke neutronenabsorptievermogen van kristallijn boor om de neutronenflux effectief te verminderen of aan te passen, waardoor de veiligheid van kernenergiesystemen wordt gewaarborgd.
II. Toepassingen van halfgeleiders
-P-type doteringsmiddel
Als element uit Groep III introduceert kristallijn boor acceptorniveaus in silicium en dient het als de belangrijkste doteringsstof voor de fabricage van p-type halfgeleiders. Door middel van ionenimplantatie of diffusieprocessen maakt nauwkeurige controle van de doteringsconcentratie de vorming van p-type putjes of substraten mogelijk in apparaten zoals diodes, veldeffecttransistoren (FET's) en geïsoleerde-gate bipolaire transistoren (IGBT's).
-Bereiding van P-type monokristallijn silicium
Tijdens de groei van monokristallijn silicium via de Czochralski (CZ) of Float Zone (FZ) methode worden sporen van zeer zuiver kristallijn boor toegevoegd aan de zeer zuivere polykristallijne siliciumsmelt. Door gebruik te maken van het segregatie-effect van boor in silicium worden P-type silicium-eenkristallen met een regelbare soortelijke weerstand verkregen. Dergelijke eenkristallen fungeren als fundamentele substraatmaterialen voor discrete componenten, analoge geïntegreerde schakelingen en vermogenshalfgeleiders.
-Bronmateriaal voor boorgeoxideerde silicium-eenkristallen
Als zuivere boorbron kan kristallijn boor worden gebruikt om silicium-eenkristallen met specifieke boorconcentraties te produceren door middel van co-dotering in de smelt. In vergelijking met andere boorbronnen (bijvoorbeeld boraan, boortribromide) biedt kristallijn boor een superieure zuiverheidsstabiliteit en uniformiteit van de dotering, waardoor het geschikt is voor op maat gemaakte substraatvereisten in hoogwaardige halfgeleidercomponenten zoals detectoren en hoogspanningschips.
- Zuiverheidseisen
Om nauwkeurige doteringsprofielen en een hoge apparaatopbrengst te garanderen, moet kristallijn boor voldoen aan de zuiverheidseisen voor halfgeleiders (doorgaans ≥99,9999%, oftewel 6N of hoger). Metaalverontreinigingen (bijv. Fe, Cu, Na) moeten worden beperkt tot ppb-niveau, met strikte limieten voor lichte elementen zoals koolstof en zuurstof. Net als N-type doteringsmiddelen zoals fosfor, antimoon en arseen, moeten kristallijn boor en de omgeving waarin het in contact komt met silicium onder ultraschone omstandigheden worden behandeld.
III. Optica
-Maakt gebruik van zijn uitstekende niet-lineaire optische eigenschappen om functies te realiseren zoals lichtmodulatie, frequentie-sweeping en frequentieverdubbeling.
-Toegepast bij de fabricage van optische apparaten zoals optische modulatoren, optische frequentiekammen en lasers.
- Dient als versterkingsmedium voor infraroodlasers, met een grote emissiedwarsdoorsnede en een breed excitatiespectrum.
IV. Materialen met een hoge hardheid
-Gebruikt bij de productie vanboorcarbide (B₄C), een ultrahard keramisch materiaal met uitstekende slijtvastheid en hoge temperatuurstabiliteit, dat veelvuldig wordt gebruikt in kogelwerende vesten, hard gereedschap, schuurmiddelen en slijtvast keramiek.
-Gebruikt bij de productie vangrafietboorverbindingen (B₉)die een grafietachtige structuur, hoge elektrische geleidbaarheid en thermische stabiliteit hebben, waardoor ze geschikt zijn voor hoogwaardige geleidende bindmiddelen, materialen voor thermisch beheer en wrijvingsmaterialen.
V. Militair & Lucht- en Ruimtevaart
- Hoogzuivere boorkeramische kogelwerende materialen
-Hoogzuivere boorvertragers
- Hoogzuivere boorlasmiddelen
- Hoogzuivere boorexplosieven
- Raketbrandstoffen met een hoge zuiverheid, rijk aan boor en arm aan zuurstof
VI. Legeringen en metallurgie
-Hoogzuivere boor-koperlegeringen
-Hoogzuivere boor-titaniumlegeringen
-Hoogzuivere boorgeoxideerde polykristallijne diamant
-Hoogwaardig, superhard en slijtvast gereedschap van boor
- Hoogzuivere, corrosiebestendige staalplaten van boor
-Hoogzuivere boor-nikkellegeringen
-Hoogzuivere boor-chroomlegeringen
-Lithium-boorlegeringen (voor batterijmaterialen van de volgende generatie)
-Borium-magnesium supergeleidende legeringen
VII. Oppervlaktecoatings (nanopoedermaterialen)
-Hoogzuivere boor-nanocoatingpoeders worden via sputteren op substraatoppervlakken aangebracht, waardoor de volgende eigenschappen aan de componenten worden verleend:
oSlijtvastheid
oCorrosiebestendigheid
o Bestand tegen hoge temperaturen
Oxidatieweerstand
oVerouderingsweerstand
-Voldoet aan de extreme operationele eisen van ruimtevaartmotoren en andere veeleisende omgevingen (bijv. opto-elektronische en magnetische eigenschappen).
Wat zijn de typische toepassingen van amorf boor?
I. Hoogenergetische brandstoffen en drijfgassen
1. Vaste raketbrandstoffen:Gebruikt als een hoogenergetisch additief om de verbrandingssnelheid en de specifieke impuls te verhogen, geschikt voor tactische raketten en ruimtevaartraketsystemen.
2. Hoogenergetische brandstoffen voor raketten en projectielen:Gebruikt bij de productie van boraanverbindingen (bijv. diboraan, decaboraan) als belangrijke componenten van vloeibare of vaste, energierijke brandstoffen.
II. Kernindustrie
1. Neutronenabsorberende materialen:Door gebruik te maken van de hoge thermische neutronenvangstdoorsnede van boor-10 (¹⁰B), dat wordt gebruikt in regelstaven van kernreactoren, noodstopsystemen en neutronenafschermingslagen.
2. Neutronentellers:Aangebracht op de binnenwanden van detectoren voor de detectie van thermische neutronen en de analyse van het energiespectrum.
3. Productie van boorstaal:Gebruikt als boortoevoeging bij het smelten van speciale gelegeerde staalsoorten (boorstaal) voor structurele componenten van reactoren en onderdelen van neutronenafscherming.
III. Elektronische en Elektrotechniek
1. Ontstekingselektroden voor Ignitrons:Na carbonisatie bij 2300℃ worden ze gebruikt als kathodemateriaal voor ontstekingskernen met een lage ontstekingsdrempel en een hoge ablatieweerstand.
2. Grondstoffen voor hoogwaardige kathodes: Wordt gebruikt voor de synthese van lanthaanhexaboride (LaB₆), een zeer stabiele, duurzame thermionische kathode die wordt toegepast in elektronenmicroscopen en krachtige microgolfbuizen.
IV. Metallurgie en materiaalbewerking
1. Speciaal gelegeerd staal smelten:Toevoeging van sporen boor verbetert de hardbaarheid, de sterkte bij hoge temperaturen en de weerstand tegen neutronenbestraling van staal aanzienlijk.
2. Gasvanger voor gesmolten koper:Verwijdert zuurstof en andere opgeloste gassen uit gesmolten koper om de geleidbaarheid en dichtheid te verbeteren.
3. Met boorvezels versterkte materialen:Gebruikt als belangrijkste grondstof voor boorvezels in composietmaterialen voor de lucht- en ruimtevaart en hoogwaardige sportuitrusting.
V. Katalysatoren en chemische synthese
1. Organische synthesekatalysatoren:Gebruikt in selectieve hydrogenerings-, dehydrogenerings- en omzettingsreacties om de opbrengst en selectiviteit te verbeteren.
2. Katalysatoren voor de keramische industrie:Bevorder het sinteren en de verdichten van boridekeramiek (bijv. TiB₂, ZrB₂) bij lage temperaturen.
3. Synthese van hoogzuivere boorverbindingen:Gebruikt als boorbron voor de productie van zeer zuiver boorzuur, natriumboorhydride, boornitride en andere fijnchemicaliën.
4. Bereiding van hoogzuivere boorhalogeniden:Wordt gebruikt voor de synthese van zeer zuivere BBr₃, BCl₃, enz., als halfgeleiderdiffusiebronnen en als doteringsmiddel voor optische vezels.
VI. Autoveiligheidssystemen
- Airbagontstekers: Worden gebruikt als onderdeel van gasgenererende middelen; bij een botsing verbranden ze snel om stikstof onder hoge druk te produceren en de airbag op te blazen.
VII. Vuurwerk- en pyrotechniekindustrie
- Pyrotechnische effectmiddelen: produceren groene vlammen en heldere vonken bij verbranding, gebruikt in vuurwerk, lichtkogels en militaire lichtprojectielen.
VIII. Farmaceutische en biologische vakgebieden
-Farmaceutische tussenproducten: Gebruikt bij de synthese van boorhoudende geneesmiddelen (bijv. boronofenylalanine) voor boorneutronenvangsttherapie (BNCT), of als dopingbronnen voor antibacteriële materialen.
