Ħares lejn il-boron semi-metalliku
Boron huwa semi-metall estremament iebes u reżistenti għas-sħana li jista 'jinstab f'varjetà ta' forom u huwa wżat ħafna f'komposti biex jagħmlu kollox minn bliċ u ħġieġ għal semikondutturi u fertilizzanti agrikoli.
Il-proprjetajiet tal-boron huma:
- Simbolu Atomiku: B
- Numru Atomiku: 5
- Element Kategorija: Metalojde
- Densità: 2.08g / cm3
- Punt tat-tidwib: 3769 F (2076 Ċ)
- Punt tat-togħlija: 7101 F (3927 C)
- L-ebusija ta 'Moh: ~ 9.5
Karatteristiċi tal-Boron
Il-boron elementali huwa semi-metal allotropiku, li jfisser li l-element innifsu jista 'jeżisti f'forom differenti, kull wieħed bil-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tiegħu stess. Ukoll, bħal semi-metalli (jew metallojdi) oħra, uħud mill-proprjetajiet tal-boron huma metalliċi fin-natura filwaqt li oħrajn huma aktar simili għal dawk li mhumiex metalli.
Boron ta 'purità għolja jeżisti jew bħala trab kannella skur orribbli amorfu jew iswed jew metall kristallin skur, ħafif u fraġli.
Ferm diffiċli u reżistenti għas-sħana, il-boron huwa konduttur ħażin ta 'l-elettriku f'temperaturi baxxi, iżda dan jinbidel hekk kif jogħla t-temperatura. Filwaqt li l-boron kristallin huwa stabbli ħafna u mhux reattiv ma 'aċidi, il-verżjoni amorfu bil-mod tossidizza fl-arja u tista' tirreaġixxi b'mod vjolenti bl-aċidu.
F'forma kristallina, il-boron huwa t-tieni l-agħar mill-elementi kollha (wara l-karbonju biss fil-forma ta 'djamant) u għandu wieħed mit-temperaturi ta' l-ogħla tidwib. Simili għall-karbonju, li għalih riċerkaturi kmieni ta 'spiss jitħalltu ma' l-element, il-boron jifforma bonds covalenti stabbli li jagħmluha diffiċli biex jiġu iżolati.
L-element numru ħamsa wkoll għandu l-kapaċità li jassorbi numru kbir ta 'newtroni, u jagħmilha materjal ideali għall-vireg tal-kontroll nukleari.
Riċerka reċenti wriet li meta super-cooled, il-forom tal-boron għadhom struttura atomika kompletament differenti li tippermettilu li taġixxi bħala superkonduttur.
Storja tal-Boron
Filwaqt li l-iskoperta tal-boron hija attribwita kemm lill-kimiċi Franċiżi kif ukoll lil dawk Ingliżi li qed ifittxu minerali tal-borat fis-seklu 19, huwa maħsub li kampjun pur tal-element ma ġiex prodott sal-1909.
Il-minerali tal-boron (spiss imsejħa borati), madankollu, kienu diġà ntużaw mill-bnedmin għal sekli. L-ewwel użu rrekordjat tal-borax (borat tas-sodju naturali) kien minn arġentiera Arabian li applikaw il-kompost bħala fluss biex jippurifika d- deheb u l- fidda fis-seklu 8 AD
Ġew murija glazes fuq ċeramika Ċiniża li jvarjaw bejn it-3 u l-10 sekli AD li jagħmlu użu mill-kompost li jseħħ b'mod naturali.
Użi Moderna tal-Boron
L-invenzjoni ta 'ħġieġ borosilikat termalment stabbli fl-1800 tard ipprovdiet sors ġdid ta' domanda għall-minerali tal-borat. Bl-użu ta 'din it-teknoloġija, Corning Glass Works introduċiet oġġetti tal-ħġieġ Pyrex fl-1915.
Fis-snin ta 'wara l-gwerra, l-applikazzjonijiet għall-boron kibru biex jinkludu firxa dejjem akbar ta' industriji. In-nitru tal-boron beda jintuża fil-kożmetiċi Ġappuniżi, u fl-1951 ġie żviluppat metodu ta 'produzzjoni għall-fibri tal-boron. L-ewwel reatturi nukleari, li daħlu onlajn matul dan il-perjodu, għamlu użu wkoll mill-boron fil-vireg tal-kontroll tagħhom.
Fil-konsegwenzi immedjati tad-diżastru nukleari ta 'Chernobyl fl-1986, 40 tunnellata ta' komposti tal-boron ġew iddampjati fuq ir-reattur sabiex jgħin fil-kontroll tar-rilaxx ta 'radjonuklidi.
Fil-bidu tas-snin 80, l-iżvilupp ta 'kalamiti permanenti ta' qawwa permanenti ta 'qawwa għolja ħoloq suq ġdid kbir għall-element.
Aktar minn 70 tunnellata metrika ta 'kalamiti neodymium-iron-boron (NdFeB) issa huma prodotti kull sena għal użu minn kollox minn karozzi elettriċi għal headphones.
Fl-aħħar tad-disgħinijiet, l-azzar tal-boron beda jintuża fil-karozzi biex isaħħaħ il-komponenti strutturali, bħal vireg ta 'sigurtà.
Produzzjoni ta 'Boron
Għalkemm aktar minn 200 tipi differenti ta 'minerali tal-borat jeżistu fil-qoxra tad-dinja, huma biss erba' li jgħoddu għal aktar minn 90 fil-mija tal-estrazzjoni kummerċjali ta 'boron u komposti tal-boron: tincal, kernite, colemanite u ulexite.
Biex tipproduċi forma relattivament pura ta 'trab tal-boron, l-ossidu tal-boron li hu preżenti fil-minerali jissaħħan bil-manjeżju jew bl-aluminju. It-tnaqqis jipproduċi trab elementari tal-boron li huwa bejn wieħed u ieħor ta '92 fil-mija pur.
Il-boron pur jista 'jiġi prodott billi jitnaqqsu aktar l-alidi tal-boron bl-idroġenu f'temperaturi ta' iktar minn 1500 C (2732 F).
Boron ta 'purità għolja, meħtieġ għall-użu f'semikondutturi, jista' jsir billi jiddekomponi d-diborane f'temperaturi għoljin u jikber il-kristalli singoli permezz tat-tidwib taż-żona jew il-metodu Czolchralski.
Applikazzjonijiet għal Boron
Filwaqt li aktar minn sitt miljun tunnellata metrika ta 'minerali li fihom il-boron huma mminati kull sena, il-maġġoranza vasta ta' dan huwa kkunsmat bħala melħ tal-borat, bħal aċidu boriku u ossidu tal-boron, b'xi ftit li xejn jiġi kkonvertit għal boron elementari. Fil-fatt, madwar 15-il tunnellata metrika ta 'boron elementari biss jiġu kkunsmati kull sena.
Il-wisa 'ta' l-użu tal-komposti tal-boron u tal-boron huwa wiesa 'ħafna. Xi wħud jistmaw li hemm aktar minn 300 użu aħħari differenti tal-element fid-diversi forom tiegħu.
Il-ħames użi ewlenin huma:
- Ħġieġ (eż., Ħġieġ borosilikat termikament stabbli)
- Ċeramika (eż., Glazes maduma)
- Agrikoltura (eż., Aċidu boriku f'fertilizzanti likwidi).
- Deterġenti (eż., Perborat tas-sodju fid-deterġent tal-ħasil tal-ħwejjeġ)
- Ibbliċjar (eż. Tneħħija ta 'tbajja tad-dar u industrijali)
Applikazzjonijiet metallurġiċi tal-Boron
Għalkemm il-boron metalliku għandu ftit użi, l-element huwa apprezzat ħafna f'numru ta 'applikazzjonijiet metallurġiċi. Bit-tneħħija tal-karbonju u impuritajiet oħra minħabba li titgħaqqad mal-ħadid, ammont żgħir ta 'boron-ftit partijiet għal kull miljun miżjuda mal-azzar jistgħu jagħmluha erba' darbiet aktar b'saħħitha mill-azzar medju b'saħħtu.
L-abilità ta 'l-element li xxolja u tneħħi l-film ta' l-ossidu tal-metall tagħmilha wkoll ideali għall-flussi ta 'l-iwweldjar. It-trichloride tal-boron ineħħi n-nitridi, il-karburi u l-ossidu mill-metall imdewweb. Bħala riżultat, it-trichloride tal-boron jintuża fit-teħid ta 'ligi ta' l-aluminju, tal-manjeżju, żingu u ram.
Fil-metallurġija tat-trab, il-preżenza tal-boridi tal-metall iżżid il-konduttività u s-saħħa mekkanika. Fil-prodotti tal-ħadid, l-eżistenza tagħhom iżżid ir-reżistenza għall-korrużjoni u l-ebusija, filwaqt li ligi tat-titanju użati f'qafas bil-ġett u partijiet tat-turbini boridi iżidu s-saħħa mekkanika.
Fibri tal-boron, li huma magħmula billi jiġi depożitat l-element ta 'l-idrur fuq wajer tat-tungstenu, huma materjal strutturali qawwi u ħafif adattat għall-użu f'applikazzjonijiet aerospazjali, kif ukoll klabbs tal-golf u tejp b'tensilità għolja.
L-inklużjoni tal-boron fil-kalamita NdFeB hija kritika għall-funzjoni ta 'kalamiti permanenti ta' saħħa għolja li jintużaw f'turbini tar-riħ, muturi elettriċi, u firxa wiesgħa ta 'elettronika.
Il-prokliba ta 'Boron lejn l-assorbiment tan-newtroni tippermetti li tintuża f'vireg ta' kontroll nukleari, tarki tar-radjazzjoni u detectors tan-newtroni.
Fl-aħħarnett, il-karbur tal-boron, is-sustanza magħrufa l-iktar mitlufa, huwa użat fil-manifattura ta 'diversi armors u flokkijiet kontra l-balal kif ukoll abrażivi u partijiet li jintlibsu.
Sorsi:
Chemicool. Boron
URL: http://www.chemicool.com/elements/boron.html
USGS. Informazzjoni dwar il-Minerali. Boron
URL: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/boron/