Skoðaðu hálf-málmborið
Boran er afar erfitt og hitaþolið hálfmálmur sem finnast í ýmsum myndum og er mikið notaður í efnasamböndum til að gera allt frá bleikjum og gleri til hálfleiðara og landbúnaðar áburðar.
Eiginleikar bórsins eru:
- Atómtákn: B
- Atómnúmer: 5
- Element Flokkur: Metalloid
- Density: 2.08g / cm3
- Bræðslumark: 3769 F (2076 C)
- Sjóðpunktur: 7101 F (3927 C)
- Moh er hörku: ~ 9,5
Einkenni borans
Elemental bór er allotropic hálf-málmur, sem þýðir að frumefnið sjálft getur verið í mismunandi formum, hvor með eigin eðlisfræðilega og efnafræðilega eiginleika. Einnig, eins og aðrir hálfmálmar (eða málmblöndur), eru sumar eiginleikar bórsins málmlausar í náttúrunni en aðrir eru líkari öðrum málmum.
Bór með háum hreinleika er annaðhvort sem myndlaust dökkbrúnt í svart duft eða dökk, gljáandi og brothætt kristallað málmur.
Mjög erfitt og ónæmur fyrir hita, bór er léleg leiðari rafmagns við lágt hitastig, en þetta breytist þegar hitastig hækkar. Þó að kristallað bór sé mjög stöðugt og ekki hvarfað við sýrur, oxar myndlaust hægt í loftinu og getur hvarfast kröftuglega í sýru.
Í kristallaðu formi er bór annað erfiðasta af öllum þáttum (á bak við eingöngu kolefni í demantursformi) og hefur einn hæsta bræðslumarkið. Líkur á kolefni, þar sem snemma vísindamenn mistók oft þáttinn, bór myndar stöðugt samgildar skuldabréf sem gera það erfitt að einangra.
Eining númer fimm hefur einnig getu til að gleypa fjölda neutrons, sem gerir það tilvalið efni fyrir kjarnavopnum.
Nýlegar rannsóknir hafa sýnt að þegar stórkælt, bór myndar ennþá algjörlega mismunandi atómbyggingu sem gerir það kleift að starfa sem ofurleiðari.
Saga Borans
Þó að uppgötvun bórs sé rekja til bæði franska og enska efnafræðinga sem rannsaka borat steinefni á fyrri hluta 19. aldar, er talið að hrein sýnishorn frumefnisins hafi ekki verið framleidd fyrr en 1909.
Bór steinefni (oft nefnt borat), hafði þó verið notað af mönnum um aldir. Fyrsta skráða notkun borax (náttúrulegt natríumborat) var hjá arabískum gullsmiðum sem notuðu efnasambandið sem flæði til að hreinsa gull og silfur á 8. öld e.Kr.
Glerjar á kínversku keramik frá 3. og 10. öld hafa einnig verið sýnt fram á að nýta náttúrulega efnasambandið.
Nútíma notkun bórs
Uppfinningin af hitastöðugum bórsilikatglasi á seint áratugnum gaf til kynna nýjan eftirspurn eftir borat steinefnum. Notkun þessa tækni, Corning Glass Works kynnti Pyrex gleráhöld árið 1915.
Í kjölfar árstíðarinnar jókst umsóknir um bór til að fela í sér sífellt fjölbreytt úrval atvinnugreina. Bórnítríð byrjaði að nota í japönskum snyrtivörur, og árið 1951 var framleiðsluaðferð fyrir bórtrefjar þróuð. Fyrstu kjarnakljúfin, sem komu á netinu á þessu tímabili, nýttu einnig bór í stjórnstöngum sínum.
Í strax eftir kjarnorkuvopn í Chernobyl árið 1986 voru 40 tonn af bórefnasamböndum dregin í hvarfinn til þess að hjálpa til við að stjórna losun radíóklefíðs.
Í byrjun níunda áratugarins skapaði þróun hárrauða, varanlegrar, sjaldgæfra jörðs segulmagnaðir enn frekar stóran markað fyrir frumefnið.
Yfir 70 tonn af neodymium-járnbór (NdFeB) segulmagnaðir eru nú framleiddar á hverju ári til notkunar í öllu frá rafknúnum bílum til heyrnartól.
Í lok 1990, byrjaði bór stál verið notuð í bifreiðum til að styrkja uppbyggingu hluti, svo sem öryggi bars.
Framleiðsla á bór
Þrátt fyrir að yfir 200 mismunandi gerðir af borat steinefnum séu til í skorpu jarðarinnar, eru aðeins fjórir reikningur fyrir yfir 90 prósent af útflutningi á bór og bórum efnasambönd: Tincal, kernite, colemanite og ulexite.
Til að framleiða tiltölulega hreint form bórduftar er bóroxíð sem er til staðar í steinefninu hituð með magnesíum eða álflæði. Lækkunin myndar grunnbór duft sem er u.þ.b. 92 prósent hreint.
Hreint bór er hægt að framleiða með því að draga enn frekar úr borhalíðum með vetni við hitastig yfir 1500 C (2732 F).
Hreinleiki bór, sem þarf til notkunar í hálfleiðara, er hægt að gera með því að sundrast diboran við hátt hitastig og vaxa einnar kristallar með svæðisbráðnun eða Czolchralski aðferðinni.
Umsóknir um bór
Þó að meira en sex milljónir tonn af jarðefnum sem innihalda bór eru grafið á hverju ári, er mikill meirihluti þess neytt sem boratsölt, svo sem bórsýru og bóroxíð, en mjög lítið er breytt í grunnbór. Reyndar eru aðeins um það bil 15 tonn af grunnbór neytt á hverju ári.
Breidd notkun jarðefna og bórefna er mjög breiður. Sumir telja að það séu yfir 300 mismunandi endir á grundvelli frumefnisins í mismunandi formum.
Fimm helstu notkun eru:
- Gler (td hitastöðugt bórsílíkatgler)
- Keramik (td flísar gljáa)
- Landbúnaður (td bórsýra í fljótandi áburði).
- Þvottaefni (td natríumperborat í þvottaefni)
- Bleaches (td heimilis og iðnaðar blettur fjarlægja)
Boron Metallurgical Applications
Þrátt fyrir að málmbór hafi mjög fáanlegar notkanir er frumefnið mjög metið í fjölda málmvinnsluaðgerða. Með því að fjarlægja kolefni og aðra óhreinindi eins og það binst við járn, getur lítið magn af bóri aðeins fáeinir hlutar á milljón í stáli gert það fjórum sinnum sterkari en meðaltal háhraða stál.
Eiginleikar frumefnisins til að leysa upp og fjarlægja málmoxíð kvikmynd gerir það einnig tilvalið fyrir suðu fluxes. Bórtríklóríð fjarlægir nitríð, karbíð og oxíð úr steyptum málmi. Þess vegna er bórtríklóríð notað til að framleiða ál, magnesíum, sink og koparblöndur.
Í duft málmvinnslu eykst nærvera málmbóríða leiðni og vélrænni styrk. Í járnafurðum eykur tilvist þeirra tæringarþol og hörku, en í títanleifum sem notaðar eru í þjöppunarramma og hverflum hlutum bætir aukin vélrænni styrkur.
Bórtrefjar, sem eru gerðar með því að afhenda hýdríð frumefni á wolfram vír, eru sterk, létt byggingarefni sem henta til notkunar í loftrýmis forritum, sem og golfklúbbum og háþrýstibúnaði.
Inntaka bórs í NdFeB segull er mikilvægt fyrir virkni fasta segulmagnaðir sem eru notuð í vindmyllum, rafmótorum og ýmsum rafeindatækjum.
Bólusetningin í átt að nifteindabrennslu gerir það kleift að nota það í kjarnavopnum, geislaskildum og nifteindarskynjendum.
Að lokum er bórkarbíð, þriðja erfiðasta þekktasta efnið, notað við framleiðslu á ýmsum brynvörðum og skotvopnum vestum sem og slípiefni og klæðast hlutum.
Heimildir:
Chemicool. Bor
URL: http://www.chemicool.com/elements/boron.html
USGS. Fæðubótarefni Upplýsingar. Bor
URL: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/boron/