Bột Boron
| Boron | |
| Vẻ bề ngoài | Nâu đen |
| Pha tại STP | Chất rắn |
| Điểm nóng chảy | 2349 K (2076 °C, 3769 °F) |
| Điểm sôi | 4200 K (3927 °C, 7101 °F) |
| Mật độ khi ở trạng thái lỏng (ở điểm nóng chảy) | 2,08 g/cm3 |
| Nhiệt nóng chảy | 50,2 kJ/mol |
| Nhiệt hóa hơi | 508 kJ/mol |
| nhiệt dung mol | 11,087 J/(mol·K) |
Thông số kỹ thuật doanh nghiệp cho bột Boron
| Tên sản phẩm | Thành phần hóa học | Kích thước hạt trung bình | Vẻ bề ngoài | ||||||
| Bột Boron | Nano Boron ≥99,9% | Tổng lượng oxy ≤100ppm | Ion kim loại(Fe/Zn/Al/Cu/Mg/Cr/Ni) / | D50 50~80nm | Thuốc súng đen | ||||
| Bột Boron tinh thể | Tinh thể Boron ≥99% | Mg≤3% | Fe≤0,12% | Al≤1% | Ca≤0,08% | Si ≤0,05% | Cu ≤0,001% | -300 lưới | Bột màu nâu nhạt đến xám đậm |
| Bột Boron nguyên tố vô định hình | Boron phi tinh thể ≥95% | Mg≤3% | Boron hòa tan trong nước ≤0,6% | Chất không tan trong nước ≤0,5% | Hàm lượng nước và chất dễ bay hơi ≤0,45% | Kích thước tiêu chuẩn 1 micron, các kích thước khác có thể được cung cấp theo yêu cầu. | Bột màu nâu nhạt đến xám đậm | ||
Bao bì: Túi nhôm
Điều kiện bảo quản: Bảo quản trong điều kiện khô ráo, kín hơi và để riêng biệt với các hóa chất khác.
Bo tinh thể có những ứng dụng cụ thể nào?
I. Ngành công nghiệp hạt nhân
- Được sử dụng làm vật liệu điều khiển phản ứng neutron trong lò phản ứng hạt nhân để điều chỉnh vận tốc neutron và duy trì hoạt động ổn định của lò phản ứng.
- Tận dụng khả năng hấp thụ neutron vượt trội của boron tinh thể để giảm thiểu hoặc điều chỉnh hiệu quả thông lượng neutron, đảm bảo an toàn cho các hệ thống năng lượng hạt nhân.
II. Ứng dụng bán dẫn
- Chất pha tạp loại P
Là một nguyên tố thuộc nhóm III, boron tinh thể tạo ra các mức chấp nhận trong silicon và đóng vai trò là chất pha tạp cốt lõi để chế tạo chất bán dẫn loại P. Thông qua quá trình cấy ion hoặc khuếch tán, việc kiểm soát chính xác nồng độ pha tạp cho phép hình thành các giếng hoặc chất nền loại P trong các thiết bị bao gồm điốt, bóng bán dẫn hiệu ứng trường (FET) và bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện (IGBT).
- Chuẩn bị silicon đơn tinh thể loại P
Trong quá trình nuôi cấy silicon đơn tinh thể bằng phương pháp Czochralski (CZ) hoặc Float Zone (FZ), một lượng nhỏ boron tinh thể có độ tinh khiết cao được thêm vào silicon đa tinh thể nóng chảy có độ tinh khiết cao. Bằng cách tận dụng hiệu ứng phân tách của boron trong silicon, người ta thu được các tinh thể đơn silicon loại P với điện trở suất có thể điều chỉnh được. Các tinh thể đơn này đóng vai trò là vật liệu nền cơ bản cho các thiết bị rời rạc, mạch tích hợp tương tự và các thiết bị bán dẫn công suất.
- Nguyên liệu nguồn cho tinh thể đơn silicon pha tạp boron
Là một nguồn boron tinh khiết, boron tinh thể có thể được sử dụng để sản xuất các tinh thể đơn silicon với nồng độ boron xác định thông qua phương pháp đồng pha trộn nóng chảy. So với các nguồn boron khác (ví dụ: borane, boron tribromide), boron tinh thể mang lại độ tinh khiết ổn định và tính đồng nhất pha trộn vượt trội, làm cho nó phù hợp với các yêu cầu chất nền tùy chỉnh trong các thiết bị bán dẫn hiệu năng cao như bộ dò và chip điện áp cao.
-Yêu cầu về độ tinh khiết
Để đảm bảo cấu hình pha tạp chính xác và hiệu suất thiết bị cao, boron tinh thể phải đạt độ tinh khiết cấp bán dẫn (thường ≥99,9999%, tức là 6N trở lên). Tạp chất kim loại (ví dụ: Fe, Cu, Na) phải được kiểm soát ở mức ppb, với giới hạn nghiêm ngặt đối với các tạp chất nguyên tố nhẹ như carbon và oxy. Giống như các chất pha tạp loại N bao gồm phốt pho, antimon và asen, boron tinh thể và môi trường tiếp xúc của nó với silicon phải được xử lý trong điều kiện cực kỳ sạch sẽ.
III. Quang học
- Sử dụng các đặc tính quang học phi tuyến vượt trội để thực hiện các chức năng bao gồm điều biến ánh sáng, quét tần số và nhân đôi tần số.
- Được ứng dụng trong sản xuất các thiết bị quang học như bộ điều biến quang, lược tần quang và laser.
-Đóng vai trò là môi trường khuếch đại cho laser hồng ngoại, có tiết diện phát xạ lớn và dải phổ kích thích rộng.
IV. Vật liệu có độ cứng cao
- Được sử dụng trong sản xuấtcacbua bo (B₄C)Đây là một loại vật liệu gốm siêu cứng với khả năng chống mài mòn và ổn định nhiệt độ cao tuyệt vời, được sử dụng rộng rãi trong áo chống đạn, dụng cụ cứng, vật liệu mài mòn và gốm chịu mài mòn.
- Được sử dụng trong sản xuấthợp chất boron graphit (B₉)Chúng có cấu trúc giống than chì, độ dẫn điện cao và độ ổn định nhiệt tốt, thích hợp làm chất kết dính dẫn điện hiệu suất cao, vật liệu quản lý nhiệt và vật liệu ma sát.
V. Quân sự & Hàng không vũ trụ
- Vật liệu gốm boron có độ tinh khiết cao, chống đạn
- Chất chống cháy boron có độ tinh khiết cao
-Chất hàn boron có độ tinh khiết cao
- Thuốc nổ boron có độ tinh khiết cao
- Nhiên liệu tên lửa giàu boron/nghèo oxy có độ tinh khiết cao
VI. Hợp kim và Luyện kim
- Hợp kim boron-đồng có độ tinh khiết cao
-Hợp kim bo-titan có độ tinh khiết cao
-Kim cương đa tinh thể pha tạp boron có độ tinh khiết cao
-Dụng cụ siêu cứng, chống mài mòn, làm từ boron có độ tinh khiết cao
- Tấm thép chống ăn mòn boron có độ tinh khiết cao
- Hợp kim boron-niken có độ tinh khiết cao
- Hợp kim boron-crom có độ tinh khiết cao
- Hợp kim lithium-boron (dùng cho vật liệu pin thế hệ tiếp theo)
-Hợp kim siêu dẫn bo-magiê
VII. Lớp phủ bề mặt (Vật liệu dạng bột nano)
-Vật liệu bột phủ nano boron có độ tinh khiết cao được lắng đọng lên bề mặt chất nền bằng phương pháp phún xạ, mang lại các đặc tính sau cho các linh kiện:
Khả năng chống mài mòn
Khả năng chống ăn mòn
Khả năng chịu nhiệt độ cao
Khả năng chống oxy hóa
Khả năng chống lão hóa
-Đáp ứng các yêu cầu vận hành khắc nghiệt của động cơ hàng không vũ trụ và các môi trường khắc nghiệt khác (ví dụ: tính chất quang điện tử, từ tính).
Boron vô định hình thường được ứng dụng trong những lĩnh vực nào?
I. Nhiên liệu và chất đẩy năng lượng cao
1. Nhiên liệu đẩy tên lửa rắn:Được sử dụng như một chất phụ gia năng lượng cao để tăng tốc độ cháy và xung lực riêng, thích hợp cho tên lửa chiến thuật và hệ thống đẩy hàng không vũ trụ.
2. Nhiên liệu năng lượng cao cho tên lửa và đạn đạo:Được sử dụng trong sản xuất các hợp chất borane (ví dụ: diborane, decaborane) làm thành phần chính của nhiên liệu năng lượng cao dạng lỏng hoặc rắn.
II. Ngành công nghiệp hạt nhân
1. Vật liệu hấp thụ neutron:Tận dụng tiết diện hấp thụ neutron nhiệt cao của Boron-10 (¹⁰B), được sử dụng trong các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân, hệ thống dừng khẩn cấp và các lớp chắn neutron.
2. Máy đếm neutron:Được phủ lên thành bên trong của các thiết bị dò dùng để phát hiện neutron nhiệt và phân tích phổ năng lượng.
3. Sản xuất thép Boron:Được sử dụng như một chất phụ gia boron để nấu chảy các loại thép hợp kim đặc biệt (thép boron) dùng cho các cấu kiện kết cấu lò phản ứng và các bộ phận chắn neutron.
III. Kỹ thuật Điện tử và Điện
1. Điện cực đánh lửa cho Ignitron:Sau quá trình cacbon hóa ở 2300℃, được sử dụng làm vật liệu catốt cho lõi đánh lửa với ngưỡng đánh lửa thấp và khả năng chống mài mòn cao.
2. Nguyên liệu thô cho cực âm hiệu suất caoĐược sử dụng để tổng hợp lanthanum hexaboride (LaB₆), một catốt nhiệt điện tử có độ ổn định cao và tuổi thọ dài, được ứng dụng trong kính hiển vi điện tử và ống vi sóng công suất cao.
IV. Luyện kim và gia công vật liệu
1. Luyện thép hợp kim đặc biệt:Việc bổ sung một lượng nhỏ boron giúp cải thiện đáng kể khả năng tôi cứng, độ bền ở nhiệt độ cao và khả năng chống bức xạ neutron của thép.
2. Thiết bị thu gom khí cho đồng nóng chảy:Loại bỏ oxy và các khí hòa tan khác khỏi đồng nóng chảy để tăng cường độ dẫn điện và mật độ.
3. Vật liệu gia cường bằng sợi Boron:Được sử dụng làm nguyên liệu thô chính cho sợi boron trong vật liệu composite hàng không vũ trụ và thiết bị thể thao hiệu suất cao.
V. Chất xúc tác và tổng hợp hóa học
1. Chất xúc tác tổng hợp hữu cơ:Được sử dụng trong các phản ứng hydro hóa, khử hydro và sắp xếp lại có chọn lọc để cải thiện hiệu suất và độ chọn lọc.
2. Các chất xúc tác cho ngành công nghiệp gốm sứ:Thúc đẩy quá trình thiêu kết ở nhiệt độ thấp và làm đặc gốm boride (ví dụ: TiB₂, ZrB₂).
3. Tổng hợp các hợp chất boron có độ tinh khiết cao:Được sử dụng làm nguồn boron để sản xuất axit boric tinh khiết cao, natri borohydride, boron nitride và các hóa chất tinh khiết khác.
4. Điều chế các hợp chất halogenua bo có độ tinh khiết cao:Được sử dụng để tổng hợp BBr₃, BCl₃, v.v. có độ tinh khiết cao, làm nguồn khuếch tán bán dẫn và chất pha tạp cho sợi quang.
VI. Hệ thống an toàn ô tô
- Bộ phận kích hoạt túi khí: Được sử dụng như một thành phần của chất tạo khí; khi va chạm, nó cháy nhanh để tạo ra khí nitơ áp suất cao và làm phồng túi khí.
VII. Ngành công nghiệp pháo hoa và chất nổ
- Chất tạo hiệu ứng pháo hoa: Khi đốt cháy, nó tạo ra ngọn lửa màu xanh lục và tia lửa sáng, được sử dụng trong pháo hoa, pháo hiệu và đạn chiếu sáng quân sự.
VIII. Lĩnh vực Dược phẩm và Sinh học
- Các chất trung gian dược phẩm: Được sử dụng trong quá trình tổng hợp các loại thuốc chứa boron (ví dụ: boronophenylalanine) cho liệu pháp bắt giữ neutron boron (BNCT), hoặc làm nguồn pha tạp cho các vật liệu kháng khuẩn.
