Trang chủ

Send

Danh mục sản phẩm

Hỗ trợ - Liên hệ

Hotline

0905 882 080 (Mr Nhựt)

0932 345 932 (Mr Việt)

Tin tức

Bán kim loại Boron

(13/09/2019)

Boron là một kim loại bán cực kỳ cứng và chịu nhiệt có thể được tìm thấy dưới nhiều dạng khác nhau. Nó được sử dụng rộng rãi trong các hợp chất để tạo ra mọi thứ, từ thuốc tẩy và thủy tinh đến chất bán dẫn và phân bón nông nghiệp.

Các tính chất của boron là:

- Ký hiệu nguyên tử: B

- Số nguyên tử: 5

- Loại nguyên tố: Á Kim

- Mật độ: 2,08g / cm3

- Điểm nóng chảy: 3769 F (2076 C)

- Điểm sôi: 7101 F (3927 C)

- Độ cứng của Moh: ~ 9,5

Đặc điểm của Boron

Boron nguyên tố là một bán kim loại đẳng hướng, có nghĩa là bản thân nguyên tố này có thể tồn tại ở các dạng khác nhau, mỗi dạng có tính chất vật lý và hóa học riêng. Ngoài ra, giống như các bán kim loại khác (hoặc kim loại), một số tính chất của vật liệu là kim loại trong tự nhiên trong khi một số khác tương tự như phi kim loại.

Boron có độ tinh khiết cao tồn tại dưới dạng bột màu nâu đậm đến vô định hình hoặc là một kim loại tinh thể sẫm màu, bóng và giòn.

Cực kỳ cứng và chịu nhiệt, boron là chất dẫn điện kém ở nhiệt độ thấp, nhưng điều này thay đổi khi nhiệt độ tăng. Trong khi boron tinh thể rất ổn định và không phản ứng với axit, phiên bản vô định hình từ từ oxy hóa trong không khí và có thể phản ứng dữ dội trong axit.

Ở dạng tinh thể, boron là nguyên tố cứng thứ hai trong tất cả các nguyên tố (chỉ sau carbon ở dạng kim cương) và có một trong những nhiệt độ nóng chảy cao nhất. Tương tự như carbon, mà các nhà nghiên cứu ban đầu thường nhầm lẫn nguyên tố này, boron hình thành các liên kết cộng hóa trị ổn định gây khó khăn cho việc phân lập.

Nguyên tố số năm cũng có khả năng hấp thụ một lượng lớn neutron, khiến nó trở thành vật liệu lý tưởng cho các thanh điều khiển hạt nhân.

Nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng khi siêu lạnh, boron tạo thành một cấu trúc nguyên tử hoàn toàn khác nhau cho phép nó hoạt động như một chất siêu dẫn.

Lịch sử của Boron

Trong khi việc phát hiện ra boron được cho là do các nhà hóa học người Pháp và người Anh nghiên cứu về khoáng chất borat vào đầu thế kỷ 19, người ta tin rằng một mẫu nguyên chất của nguyên tố này không được sản xuất cho đến năm 1909.

Khoáng chất Boron (thường được gọi là borat), tuy nhiên, đã được con người sử dụng trong nhiều thế kỷ. Việc sử dụng borax (natri borat tự nhiên) được ghi nhận đầu tiên là của các thợ kim hoàn Ả Rập, người đã sử dụng hợp chất này như một dòng chảy để tinh chế vàng và bạc vào thế kỷ thứ 8 sau Công nguyên

Các men trên gốm sứ Trung Quốc có niên đại từ thế kỷ thứ 3 đến thế kỷ thứ 10 sau Công nguyên cũng đã được chứng minh là sử dụng hợp chất tự nhiên này.

Công dụng hiện đại của Boron

Việc phát minh ra thủy tinh borosilicate ổn định nhiệt vào cuối những năm 1800 đã cung cấp một nguồn nhu cầu mới cho các khoáng chất borat. Tận dụng công nghệ này, Corning Glass Works đã giới thiệu dụng cụ nấu nướng thủy tinh Pyrex vào năm 1915.

Trong những năm sau chiến tranh, các ứng dụng cho boron đã phát triển để bao gồm một loạt các ngành công nghiệp ngày càng mở rộng. Boron nitride bắt đầu được sử dụng trong mỹ phẩm Nhật Bản, và vào năm 1951, một phương pháp sản xuất sợi boron đã được phát triển. Các lò phản ứng hạt nhân đầu tiên, được đưa vào hoạt động trong giai đoạn này, cũng đã sử dụng boron trong thanh điều khiển của chúng.

Trước hậu quả của thảm họa hạt nhân Chernobyl năm 1986, 40 tấn hợp chất boron đã được đổ vào lò phản ứng để giúp kiểm soát sự phóng thích hạt nhân phóng xạ.

Đầu những năm 1980, sự phát triển của nam châm đất hiếm vĩnh cửu có độ bền cao tiếp tục tạo ra một thị trường mới lớn cho nguyên tố này. Hơn 70 tấn nam châm neodymium-iron-boron (NdFeB) hiện được sản xuất hàng năm để sử dụng trong mọi thứ, từ xe điện đến tai nghe.

Vào cuối những năm 1990, thép boron bắt đầu được sử dụng trong ô tô để tăng cường các thành phần kết cấu, chẳng hạn như các thanh an toàn.

Sản xuất Boron

Mặc dù có hơn 200 loại khoáng chất borat khác nhau tồn tại trong lớp vỏ trái đất, nhưng chỉ có bốn loại chiếm hơn 90% chiết xuất thương mại các hợp chất boron và boron, tin thiếc, kernite, colemanite và ulexite.

Để tạo ra một dạng bột boron tương đối tinh khiết, oxit boron có trong khoáng chất được đun nóng bằng thông lượng magiê hoặc nhôm. Việc giảm tạo ra bột boron nguyên tố có độ tinh khiết khoảng 92%.

Boron tinh khiết có thể được sản xuất bằng cách giảm thêm halogen boron với hydro ở nhiệt độ trên 1500 C (2732 F).

Boron có độ tinh khiết cao, cần thiết để sử dụng trong chất bán dẫn, có thể được tạo ra bằng cách phân hủy diborane ở nhiệt độ cao và phát triển các tinh thể đơn thông qua phương pháp nóng chảy vùng hoặc phương pháp Czolchralski.

Ứng dụng cho Boron

Trong khi hơn sáu triệu tấn khoáng chất chứa boron được khai thác mỗi năm, phần lớn trong số này được tiêu thụ dưới dạng muối borat, như axit boric và oxit boron, rất ít được chuyển đổi thành boron nguyên tố. Trên thực tế, chỉ có khoảng 15 tấn boron nguyên tố được tiêu thụ mỗi năm.

Độ rộng của việc sử dụng các hợp chất boron và boron là vô cùng rộng. Một số ước tính rằng có hơn 300 mục đích sử dụng khác nhau của phần tử ở các dạng khác nhau.

Năm công dụng chính là:

Thủy tinh (ví dụ, thủy tinh borosilicate ổn định nhiệt)

Gốm sứ (ví dụ, men gạch)

Nông nghiệp (ví dụ, axit boric trong phân bón lỏng).

Chất tẩy rửa (ví dụ, natri perborate trong bột giặt)

Chất tẩy trắng (ví dụ, tẩy vết bẩn trong gia đình và công nghiệp)

Ứng dụng luyện kim Boron

Mặc dù boron kim loại có rất ít công dụng, nguyên tố này được đánh giá cao trong một số ứng dụng luyện kim. Bằng cách loại bỏ carbon và các tạp chất khác khi nó liên kết với sắt, một lượng nhỏ boron chỉ một vài phần triệu thép được thêm vào thép có thể làm cho nó mạnh gấp bốn lần so với thép cường độ cao trung bình.

Khả năng hòa tan và loại bỏ màng oxit kim loại của nguyên tố này cũng khiến nó trở nên lý tưởng cho các chất hàn. Boron trichloride loại bỏ nitrua, cacbua và oxit từ kim loại nóng chảy. Kết quả là, boron trichloride được sử dụng để chế tạo hợp kim nhôm , magiê , kẽm và đồng .

Trong luyện kim bột, sự hiện diện của boride kim loại làm tăng độ dẫn điện và độ bền cơ học. Trong các sản phẩm kim loại, sự tồn tại của chúng làm tăng khả năng chống ăn mòn và độ cứng, trong khi trong hợp kim titan được sử dụng trong khung phản lực và các bộ phận của tuabin làm tăng độ bền cơ học.

Sợi Boron, được tạo ra bằng cách lắng đọng nguyên tố hydrua trên dây vonfram, là vật liệu cấu trúc nhẹ, mạnh, phù hợp để sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ, cũng như gậy đánh golf và băng có độ bền kéo cao.

Việc bao gồm boron trong nam châm NdFeB rất quan trọng đối với chức năng của nam châm vĩnh cửu cường độ cao được sử dụng trong tuabin gió, động cơ điện và một loạt các thiết bị điện tử.

Tuyên ngôn của Boron đối với sự hấp thụ neutron cho phép nó được sử dụng trong các thanh điều khiển hạt nhân, lá chắn bức xạ và máy dò neutron.

Cuối cùng, boron cacbua, chất cứng thứ ba được biết đến, được sử dụng trong sản xuất các loại áo giáp và áo chống đạn khác nhau cũng như các vật liệu mài mòn và mài mòn.

Nguồn: thebalance.com

<< Quay lại