Proszek boru
| Bor | |
| Wygląd | Czarno-brązowy |
| Faza w STP | Solidny |
| Temperatura topnienia | 2349 K (2076 °C, 3769 °F) |
| Temperatura wrzenia | 4200 K (3927 °C, 7101 °F) |
| Gęstość w stanie ciekłym (w temp. topn.) | 2,08 g/cm3 |
| Ciepło topnienia | 50,2 kJ/mol |
| Ciepło parowania | 508 kJ/mol |
| Ciepło molowe | 11,087 J/(mol·K) |
Specyfikacja przedsiębiorstwa dla proszku boru
| Nazwa produktu | Składnik chemiczny | Średnia wielkość cząstek | Wygląd | ||||||
| Proszek boru | Nano Bor ≥99,9% | Całkowity tlen ≤100 ppm | Jon metalu (Fe/Zn/Al/Cu/Mg/Cr/Ni) / | D50 50~80nm | Czarny proch | ||||
| Kryształowy proszek boru | Kryształ boru ≥99% | Mg≤3% | Fe≤0,12% | Al≤1% | Wapń ≤0,08% | Si ≤0,05% | Cu ≤0,001% | -300 oczek | Proszek od jasnobrązowego do ciemnoszarego |
| Proszek boru z pierwiastkiem amorficznym | Bor niekrystaliczny ≥95% | Mg≤3% | Bor rozpuszczalny w wodzie ≤0,6% | Substancja nierozpuszczalna w wodzie ≤0,5% | Woda i substancje lotne ≤0,45% | Standardowy rozmiar 1 mikron, inne rozmiary dostępne na życzenie. | Proszek od jasnobrązowego do ciemnoszarego | ||
Opakowanie: Torba z folii aluminiowej
Magazynowanie: Przechowywanie w szczelnych warunkach suszenia i przechowywanie oddzielnie od innych chemikaliów.
Jakie są konkretne zastosowania boru krystalicznego?
I. Przemysł jądrowy
- Służy jako materiał kontrolujący reakcję neutronów w reaktorach jądrowych, regulując prędkość neutronów i utrzymując stabilną pracę reaktora.
- Wykorzystuje wyjątkową zdolność krystalicznego boru do absorpcji neutronów, aby skutecznie redukować lub regulować strumień neutronów, zapewniając bezpieczeństwo systemów energetyki jądrowej.
II. Zastosowania półprzewodników
-Domieszka typu P
Jako pierwiastek grupy III, krystaliczny bor wprowadza poziomy akceptorowe do krzemu i służy jako domieszka rdzeniowa do wytwarzania półprzewodników typu P. Poprzez implantację jonów lub procesy dyfuzji, precyzyjna kontrola stężenia domieszek umożliwia tworzenie studni lub podłoży typu P w urządzeniach takich jak diody, tranzystory polowe (FET) i tranzystory bipolarne z izolowaną bramką (IGBT).
-Przygotowanie monokrystalicznego krzemu typu P
Podczas wzrostu monokrystalicznego krzemu metodą Czochralskiego (CZ) lub metodą strefy pływającej (FZ), do stopu polikrystalicznego krzemu o wysokiej czystości dodaje się śladowe ilości krystalicznego boru o wysokiej czystości. Wykorzystując efekt segregacji boru w krzemie, uzyskuje się monokryształy krzemu typu P o kontrolowanej rezystywności. Takie monokryształy stanowią podstawowe materiały podłoża dla urządzeń dyskretnych, analogowych układów scalonych i półprzewodnikowych urządzeń mocy.
-Materiał źródłowy dla monokryształów krzemu domieszkowanego borem
Jako czyste źródło boru, bor krystaliczny może być używany do produkcji monokryształów krzemu o określonych stężeniach boru poprzez współdomieszkowanie w stopie. W porównaniu z innymi źródłami boru (np. boranem, trójbromkiem boru), bor krystaliczny oferuje wyższą stabilność czystości i jednorodność domieszkowania, dzięki czemu nadaje się do niestandardowych wymagań dotyczących podłoża w wysokowydajnych urządzeniach półprzewodnikowych, takich jak detektory i wysokonapięciowe układy mocy.
-Wymagania czystości
Aby zapewnić dokładne profile domieszkowania i wysoką wydajność urządzenia, krystaliczny bor musi spełniać wymogi czystości klasy półprzewodnikowej (zwykle ≥99,9999%, tj. 6N lub więcej). Domieszki metaliczne (np. Fe, Cu, Na) muszą być kontrolowane na poziomie ppb, z zachowaniem ścisłych ograniczeń dla domieszek pierwiastków lekkich, takich jak węgiel i tlen. Podobnie jak domieszki typu N, takie jak fosfor, antymon i arsen, krystaliczny bor i jego środowisko kontaktu z krzemem muszą być przechowywane w warunkach ultraczystych.
III. Optyka
- Wykorzystuje swoje wyjątkowe nieliniowe właściwości optyczne do realizacji funkcji obejmujących modulację światła, przemiatanie częstotliwości i podwajanie częstotliwości.
-Stosowane w produkcji urządzeń optycznych, takich jak modulatory optyczne, grzebienie częstotliwości optycznej i lasery.
- Służy jako ośrodek wzmocnienia dla laserów podczerwonych, charakteryzując się dużym przekrojem czynnym emisji i szerokim zakresem widma wzbudzenia.
IV. Materiały o wysokiej twardości
-Stosowany w produkcjiwęglik boru (B₄C), niezwykle twardy materiał ceramiczny o doskonałej odporności na zużycie i stabilności w wysokich temperaturach, szeroko stosowany w kamizelkach kuloodpornych, twardych narzędziach, materiałach ściernych i ceramice odpornej na zużycie.
-Stosowany w produkcjizwiązki grafitu i boru (B₉), które mają strukturę przypominającą grafit, wysoką przewodność elektryczną i stabilność termiczną, odpowiednie do wysokowydajnych spoiw przewodzących, materiałów do zarządzania ciepłem i materiałów ciernych.
V. Wojsko i lotnictwo
- Materiały balistyczne z ceramiki borowej o wysokiej czystości
-Wysokiej czystości środki opóźniające palenie na bazie boru
-Środki spawalnicze o wysokiej czystości zawierające bor
-Materiały wybuchowe z borem o wysokiej czystości
-Wysokiej czystości paliwo rakietowe bogate w bor / ubogie w tlen
VI. Stopy i metalurgia
-Stopy boru i miedzi o wysokiej czystości
-Stopy boru i tytanu o wysokiej czystości
-Wysokiej czystości polikrystaliczny diament domieszkowany borem
-Narzędzia z boru o wysokiej czystości, supertwarde i odporne na zużycie
- Blachy stalowe odporne na korozję z dodatkiem boru o wysokiej czystości
-Stopy boru i niklu o wysokiej czystości
-Stopy borowo-chromowe o wysokiej czystości
-Stopy litowo-borowe (do materiałów akumulatorowych nowej generacji)
-Stopy nadprzewodzące borowo-magnezowe
VII. Powłoki powierzchniowe (materiały nanoproszkowe)
- Materiały w postaci proszku nanopowłokowego z boru o wysokiej czystości osadzane są na powierzchniach podłoży metodą natryskiwania, nadając komponentom następujące właściwości:
Odporność na zużycie
oOdporność na korozję
oOdporność na wysoką temperaturę
oOdporność na utlenianie
Odporność na starzenie
-Spełnia ekstremalne wymagania eksploatacyjne silników lotniczych i innych trudnych warunków (np. optoelektroniczne, właściwości magnetyczne).
Jakie są typowe zastosowania boru amorficznego?
I. Paliwa i materiały pędne wysokoenergetyczne
1. Stałe paliwa rakietowe:Stosowany jako dodatek wysokoenergetyczny zwiększający szybkość spalania i impuls właściwy, odpowiedni do pocisków taktycznych i systemów wspomagających w kosmosie.
2.Paliwa wysokoenergetyczne do rakiet i pocisków:Stosowany w produkcji związków boranu (np. diboranu, dekaboranu) jako głównych składników ciekłych lub stałych paliw wysokoenergetycznych.
II. Przemysł jądrowy
1. Materiały pochłaniające neutrony:Wykorzystanie dużego przekroju czynnego wychwytu neutronów termicznych boru-10 (¹⁰B), stosowanego w prętach regulacyjnych reaktorów jądrowych, systemach awaryjnego wyłączania i warstwach ekranujących neutrony.
2.Liczniki neutronów:Stosowana na wewnętrznych ściankach detektorów do wykrywania neutronów termicznych i analizy widma energetycznego.
3. Produkcja stali borowej:Stosowany jako dodatek boru do wytopu specjalnych stali stopowych (stali borowej) na elementy konstrukcyjne reaktorów i części osłon neutronowych.
III. Elektronika i elektrotechnika
1. Elektrody zapłonowe do Ignitronów:Po karbonizacji w temperaturze 2300℃, stosowany jako materiał katodowy do rdzeni zapłonowych o niskim progu zapłonu i wysokiej odporności na ablację.
2. Surowce do katod o wysokiej wydajności:Służy do syntezy heksaborku lantanu (LaB₆), niezwykle stabilnej, długowiecznej katody termoelektronowej stosowanej w mikroskopach elektronowych i lampach mikrofalowych dużej mocy.
IV. Metalurgia i obróbka materiałów
1. Wytapianie stali stopowej specjalnej:Dodatek śladowych ilości boru znacząco poprawia hartowność, wytrzymałość w wysokich temperaturach i odporność stali na promieniowanie neutronowe.
2. Odciąg gazów z roztopionej miedzi:Usuwa tlen i inne rozpuszczone gazy z roztopionej miedzi, aby zwiększyć przewodność i gęstość.
3. Materiały wzmacniane włóknami borowymi:Stosowany jako podstawowy surowiec do produkcji włókien borowych w kompozytach lotniczych i sprzęcie sportowym o wysokiej wydajności.
V. Katalizatory i synteza chemiczna
1.Katalizatory syntezy organicznej:Stosowany w reakcjach selektywnego uwodornienia, dehydrogenacji i przegrupowania w celu zwiększenia wydajności i selektywności.
2.Katalizatory przemysłu ceramicznego:Promowanie spiekania niskotemperaturowego i zagęszczania ceramiki borkowej (np. TiB₂, ZrB₂).
3. Synteza związków boru o wysokiej czystości:Stosowany jako źródło boru do produkcji kwasu borowego o wysokiej czystości, borowodorku sodu, azotku boru i innych wysokowartościowych chemikaliów.
4. Przygotowanie halogenków boru o wysokiej czystości:Stosowany do syntezy wysokiej czystości BBr₃, BCl₃ itp. jako źródeł dyfuzji półprzewodników i domieszek do włókien optycznych.
VI. Systemy bezpieczeństwa samochodowego
-Inicjatory poduszek powietrznych: stosowane jako składnik środków wytwarzających gaz; w momencie zderzenia szybko się spalają, wytwarzając azot pod wysokim ciśnieniem i napełniając poduszkę powietrzną.
VII. Przemysł fajerwerków i pirotechniki
-Środki pirotechniczne: Wytwarzają zielone płomienie i jasne iskry podczas spalania, stosowane w fajerwerkach, racach sygnałowych i wojskowych pociskach oświetlających.
VIII. Dziedziny farmaceutyczne i biologiczne
-Półprodukty farmaceutyczne: stosowane w syntezie leków zawierających bor (np. boronofenyloalaniny) do terapii wychwytu neutronów boru (BNCT) lub jako źródła domieszek do materiałów przeciwbakteryjnych.
