Polvere di boro
| Boro | |
| Aspetto | Marrone scuro |
| Fase a STP | Solido |
| Punto di fusione | 2349 K (2076 °C, 3769 °F) |
| Punto di ebollizione | 4200 K (3927 °C, 7101 °F) |
| Densità allo stato liquido (al punto di fusione) | 2,08 g/cm³ |
| Calore di fusione | 50,2 kJ/mol |
| Calore di vaporizzazione | 508 kJ/mol |
| Capacità termica molare | 11,087 J/(mol·K) |
Specifiche aziendali per la polvere di boro
| Nome del prodotto | Componente chimico | Dimensione media delle particelle | Aspetto | ||||||
| Polvere di boro | Nanoboro ≥99,9% | Ossigeno totale ≤100 ppm | Ioni metallici (Fe/Zn/Al/Cu/Mg/Cr/Ni) / | D50 50~80nm | Polvere nera | ||||
| Polvere di boro cristallino | Cristallo di boro ≥99% | Mg≤3% | Fe≤0,12% | Al≤1% | Ca≤0,08% | Si ≤0,05% | Cu ≤0,001% | -300 mesh | Polvere da marrone chiaro a grigio scuro |
| Polvere di boro elementare amorfo | Boro non cristallino ≥95% | Mg≤3% | Boro solubile in acqua ≤0,6% | Materia insolubile in acqua ≤0,5% | Acqua e materia volatile ≤0,45% | Dimensioni standard 1 micron, altre dimensioni disponibili su richiesta. | Polvere da marrone chiaro a grigio scuro | ||
Confezione: Sacchetto di alluminio
Conservazione: conservare in ambiente asciutto e sigillato, separatamente da altri prodotti chimici.
Quali sono le applicazioni specifiche del boro cristallino?
I. Industria nucleare
- Funge da materiale di controllo della reazione neutronica nei reattori nucleari per regolare la velocità dei neutroni e mantenere un funzionamento stabile del reattore.
-Sfrutta l'eccezionale capacità di assorbimento dei neutroni del boro cristallino per ridurre o regolare efficacemente il flusso di neutroni, garantendo la sicurezza dei sistemi di energia nucleare.
II. Applicazioni dei semiconduttori
-Dopante di tipo P
Il boro cristallino, elemento del Gruppo III, introduce livelli accettori nel silicio e funge da drogante principale per la fabbricazione di semiconduttori di tipo P. Attraverso processi di impiantazione ionica o diffusione, il controllo preciso della concentrazione di drogaggio consente la formazione di pozzi o substrati di tipo P in dispositivi quali diodi, transistor a effetto di campo (FET) e transistor bipolari a gate isolato (IGBT).
-Preparazione del silicio monocristallino di tipo P
Durante la crescita del silicio monocristallino tramite il metodo Czochralski (CZ) o Float Zone (FZ), tracce di boro cristallino ad alta purezza vengono aggiunte al silicio policristallino fuso ad alta purezza. Sfruttando l'effetto di segregazione del boro nel silicio, si ottengono monocristalli di silicio di tipo P con resistività controllabile. Tali monocristalli fungono da materiali di substrato fondamentali per dispositivi discreti, circuiti integrati analogici e dispositivi a semiconduttore di potenza.
-Materiale di partenza per monocristalli di silicio drogati con boro
Essendo una fonte di boro puro, il boro cristallino può essere utilizzato per produrre monocristalli di silicio con concentrazioni di boro specifiche tramite co-drogaggio in fase fusa. Rispetto ad altre fonti di boro (ad esempio, borano, tribromuro di boro), il boro cristallino offre una stabilità di purezza e un'uniformità di drogaggio superiori, rendendolo adatto a soddisfare i requisiti di substrati personalizzati in dispositivi semiconduttori ad alte prestazioni come rivelatori e chip di potenza ad alta tensione.
- Requisiti di purezza
Per garantire profili di drogaggio accurati e un'elevata resa dei dispositivi, il boro cristallino deve raggiungere una purezza di grado semiconduttore (tipicamente ≥99,9999%, ovvero 6N o superiore). Le impurità metalliche (ad esempio, Fe, Cu, Na) devono essere controllate a livello di ppb, con limiti rigorosi per le impurità di elementi leggeri come carbonio e ossigeno. Come i droganti di tipo N, tra cui fosforo, antimonio e arsenico, il boro cristallino e il suo ambiente di contatto con il silicio devono essere manipolati in condizioni di estrema pulizia.
III. Ottica
-Sfrutta le sue eccezionali proprietà ottiche non lineari per realizzare funzioni quali la modulazione della luce, la scansione di frequenza e il raddoppio di frequenza.
- Applicato nella produzione di dispositivi ottici quali modulatori ottici, pettini di frequenza ottica e laser.
- Funge da mezzo di guadagno per laser a infrarossi, caratterizzato da un'ampia sezione d'urto di emissione e da un ampio intervallo spettrale di eccitazione.
IV. Materiali ad alta durezza
-Utilizzato nella produzione dicarburo di boro (B₄C), un materiale ceramico ultra-duro con eccellente resistenza all'usura e stabilità alle alte temperature, ampiamente utilizzato in giubbotti antiproiettile, utensili duri, abrasivi e ceramiche resistenti all'usura.
-Utilizzato nella produzione dicomposti di boro della grafite (B₉)che presentano una struttura simile alla grafite, un'elevata conduttività elettrica e stabilità termica, risultando adatti per leganti conduttivi ad alte prestazioni, materiali per la gestione termica e materiali d'attrito.
V. Settore militare e aerospaziale
Materiali balistici in ceramica di boro ad elevata purezza
-Ritardanti a base di boro ad elevata purezza
-Agenti di saldatura al boro ad elevata purezza
-Esplosivi al boro ad elevata purezza
- Propellenti per razzi ad alta purezza, ricchi di boro e poveri di ossigeno
VI. Leghe e metallurgia
-Leghe di boro-rame ad elevata purezza
-Leghe di boro-titanio ad elevata purezza
Diamante policristallino ad elevata purezza drogato con boro
-Utensili super resistenti all'usura in boro ad elevata purezza
- Piastre in acciaio al boro ad alta purezza resistenti alla corrosione
-Leghe di boro-nichel ad elevata purezza
-Leghe di boro-cromo ad elevata purezza
-Leghe di litio-boro (per materiali per batterie di nuova generazione)
-Leghe superconduttrici di boro-magnesio
VII. Rivestimenti superficiali (materiali in nanopolveri)
- I materiali di rivestimento in polvere di boro ad elevata purezza vengono depositati sulle superfici del substrato tramite sputtering, conferendo ai componenti le seguenti proprietà:
Resistenza all'usura
Resistenza alla corrosione
resistenza alle alte temperature
Resistenza all'ossidazione
resistenza all'invecchiamento
-Soddisfa i requisiti operativi estremi dei motori aerospaziali e di altri ambienti difficili (ad esempio, proprietà optoelettroniche e magnetiche).
Quali sono le applicazioni tipiche del boro amorfo?
I. Carburanti e propellenti ad alta energia
1. Propellenti solidi per razzi:Utilizzato come additivo ad alta energia per aumentare la velocità di combustione e l'impulso specifico, è adatto per missili tattici e sistemi di propulsione aerospaziale.
2. Carburanti ad alta energia per razzi e missili:Utilizzato nella produzione di composti del borano (ad esempio, diborano, decaborano) come componenti chiave di combustibili liquidi o solidi ad alta energia.
II. Industria nucleare
1. Materiali per l'assorbimento di neutroni:Sfruttando l'elevata sezione d'urto di cattura dei neutroni termici del Boro-10 (¹⁰B), utilizzato nelle barre di controllo dei reattori nucleari, nei sistemi di arresto di emergenza e negli strati di schermatura dei neutroni.
2. Contatori di neutroni:Rivestimento applicato sulle pareti interne dei rivelatori per il rilevamento di neutroni termici e l'analisi dello spettro energetico.
3. Produzione di acciaio al boro:Utilizzato come additivo al boro per la fusione di acciai speciali legati (acciaio al boro) destinati alla produzione di componenti strutturali per reattori nucleari e parti di schermatura neutronica.
III. Ingegneria elettronica ed elettrica
1. Elettrodi accenditori per Ignitron:Dopo carbonizzazione a 2300℃, vengono utilizzati come materiali catodici per nuclei di accensione con bassa soglia di accensione ed elevata resistenza all'ablazione.
2. Materie prime per catodi ad alte prestazioni: Utilizzato per sintetizzare l'esaboruro di lantanio (LaB₆), un catodo termoionico altamente stabile e di lunga durata, impiegato nei microscopi elettronici e nei tubi a microonde ad alta potenza.
IV. Metallurgia e lavorazione dei materiali
1. Fusione di acciai legati speciali:L'aggiunta di tracce di boro migliora significativamente la temprabilità, la resistenza alle alte temperature e la resistenza all'irraggiamento neutronico dell'acciaio.
2. Aspiratore di gas per rame fuso:Rimuove l'ossigeno e altri gas disciolti dal rame fuso per migliorarne la conduttività e la densità.
3. Materiali rinforzati con fibre di boro:Utilizzato come materia prima principale per le fibre di boro nei compositi aerospaziali e nelle attrezzature sportive ad alte prestazioni.
V. Catalizzatori e sintesi chimica
1. Catalizzatori per la sintesi organica:Utilizzato in reazioni di idrogenazione, deidrogenazione e riarrangiamento selettivi per migliorare la resa e la selettività.
2. Fattori trainanti per l'industria ceramica:Favorire la sinterizzazione a bassa temperatura e la densificazione delle ceramiche a base di boruri (ad esempio, TiB₂, ZrB₂).
3. Sintesi di composti del boro ad elevata purezza:Utilizzato come fonte di boro per la produzione di acido borico ad elevata purezza, boroidruro di sodio, nitruro di boro e altri prodotti chimici pregiati.
4. Preparazione di alogenuri di boro ad elevata purezza:Utilizzato per sintetizzare BBr₃, BCl₃, ecc. ad elevata purezza, come sorgenti di diffusione per semiconduttori e droganti per fibre ottiche.
VI. Sistemi di sicurezza automobilistica
-Inneschi per airbag: utilizzati come componenti degli agenti generatori di gas; in caso di collisione, bruciano rapidamente producendo azoto ad alta pressione e gonfiando l'airbag.
VII. Industria dei fuochi d'artificio e della pirotecnica
- Agenti per effetti pirotecnici: producono fiamme verdi e scintille brillanti quando bruciano, utilizzati in fuochi d'artificio, razzi di segnalazione e proiettili illuminanti militari.
VIII. Settori farmaceutico e biologico
-Intermedi farmaceutici: Utilizzati nella sintesi di farmaci contenenti boro (ad esempio, boronofenilalanina) per la terapia di cattura neutronica del boro (BNCT), o come fonti di drogaggio per materiali antibatterici.
