Хагас металл борооны харагдах байдал
Борон нь маш хэцүү бөгөөд халуунд тэсвэртэй хагас металлыг олон төрлийн хэлбэрээр олж авдаг бөгөөд цайруулагч, шилмүүсээс бүх зүйлийг хагас дамжуулагч болон хөдөө аж ахуйн бордоо болгон ашиглахад өргөн хэрэглэгддэг.
Бороны шинж чанарууд нь:
- Атомын тэмдэг: В
- Атомын дугаар: 5
- Элемент Ангилал: Металлоид
- Нягт: 2.08г / см3
- Хайлтын цэг: 3769 F (2076C)
- Буцалгах цэг: 7101 F (3927 C)
- Moh's Hardness: ~ 9.5
Бороны онцлог шинж
Elemental boron нь allotropic хагас металл бөгөөд энэ нь тус бүр өөрийн физик болон химийн шинж чанартай өөр өөр хэлбэртэй байдаг гэсэн үг юм. Мөн бусад хагас металл (эсвэл металоид) шиг борооны зарим шинж чанар нь металлын шинж чанартай байдаг бол бусад нь металлын бустай төстэй байдаг.
Өндөр цэвэршилттэй боргоцой нь аморф хар бараан хүрэн хар нунтаг эсвэл харанхуй, тунгалаг, тунгалаг талст металл юм.
Борлон нь маш хэцүү, тэсвэртэй, бага температурт цахилгааны муу дамжуулагч байдаг боловч температурын өсөлтөөс болж энэ нь өөрчлөгддөг. Хлороны давирхай нь маш тогтвортой, хүчилтэй урвалд ордоггүй боловч аморфын хувилбар нь агаарт исэлддэг бөгөөд хүчилд хүчтэй урвалд ордог.
Кристал хэлбэрийн хувьд борон нь бүх элементүүдийн (хамгийн бага нь нүүрстөрөгчөөрөө нүүрстөрөгчнийх нь цаана байдаг) бөгөөд хамгийн өндөр хайлалтын температурын нэг юм. Эрдэмтдийн анхдагч судлаачид энэ элементийг алдаатай гэж төсөөлж байсан нүүрстөрөгчтэй адил, борооны хэлбэр нь тогтвортой ковалентын бондыг бүрдүүлж, түүнийг тусгаарлахад хэцүү болгодог.
Таван элемент нь олон тооны нейтроныг шингээх чадалтай бөгөөд цөмийн хяналтын саваа тохиромжтой материал юм.
Сүүлийн үеийн судалгаагаар супер хөргөлттэй үед борон хэлбэр нь бүхэлдээ атомын бүтцийг бий болгосон ба энэ нь түүнийг суперкарбюторт оруулдаг.
Бороны түүх
Борооны нээлтийг 19-р зууны эхэн үед формаль, англи хэлний химийн судлаачид хоёулаа холбосон боловч элементийн цэвэр дээжийг 1909 он хүртэл үйлдвэрлэж байгаагүй гэж үздэг.
Борлон ашигт малтмал (ихэнхдээ давхрага гэж нэрлэдэг) хэдий ч олон зууны туршид хүний хэрэглэж байсан. Боракс (байгалийн натри борорийн) анх бүртгэгдсэн нь 8-р зууны үед алт , мөнгөний ариусгах зориулалтаар нийлмэл хэрэглэсэн арабчуудын араб гаралтай байв.
МЭ III, 10-р зууны хооронд үүссэн хятад керамик эдлэлүүд нь байгальд тохиолдох элементүүдийг ашигласан байдаг.
Бороны орчин үеийн хэрэглээ
1800-аад оны сүүлээр халуунаар тогтвортой боросиликатан шилийг бий болгосон нь борат эрдэсийн эрэлт хэрэгцээний шинэ эх үүсвэрийг бий болгосон. Энэхүү технологийг ашиглах нь Corning Glass Works нь Pyrex шилэн савыг 1915 онд нэвтрүүлсэн.
Дараачийн жилүүдэд борооны хэрэглээ улам бүр өргөжин тэлсээр байна. Бороо нитрат нь Японы гоо сайхны бүтээгдэхүүнүүдэд ашиглагдаж эхэлсэн бөгөөд 1951 онд боржин утсыг үйлдвэрлэх арга боловсруулсан. Энэ хугацаанд цөмийн реакторууд анх удаа интернетээр холбогдож, хяналтын саваагаар boron ашиглана.
1986 онд Чернобылийн атомын гамшгийн дараа радиолюцлидийг ялгаруулахын тулд 40 тонн бортогоны нэгдлийг реактор дээр хаясан байна.
1980-аад оны эхэн үед өндөр хүч чадал бүхий ховор элементийн соронзлолыг бий болгох нь элементийн шинэ зах зээлийг бий болгосон.
70 гаруй тонн неодиум-төмрийн-борон (NdFeB) соронзнууд нь цахилгаан машинаас чихэвч хүртэл бүх зүйлийг жил бүр үйлдвэрлэдэг.
1990-ээд оны сүүлээр борооны ган нь автомашины эд ангиудыг бүтээхэд ашиглагдаж эхэлсэн.
Бороо үйлдвэрлэл
Хэдийгээр дэлхийн царцдасын 200 гаруй төрөл бүрийн боратт байдаг боловч зөвхөн дөрвөн зүйл нь бортгон, борнит, креатит, колонитын, uleksite зэрэг арилжааны олборлолтын 90 гаруй хувийг эзэлдэг.
Борооны нунтаг харьцангуй цэвэр хэлбэрийг бий болгохын тулд эрдэстэд орших борын оксидыг магнийн эсвэл хөнгөнцагааны урсгалаар халаадаг. Энэ бууралт нь энгийн борооны нунтаг бөгөөд ойролцоогоор 92% цэвэр байна.
Цэвэр борроныг 1500 C (2732 F) -аас дээш температурт устөрөгчтэй устөрөгчийн хамт устгах замаар үүсгэж болно.
Хагас дамжуулагчид ашиглахад шаардагддаг өндөр цэвэршилттэй бортогыг өндөр температурт бөөрөнхийлж задалдаг ба бүслүүрийг хайлж эсвэл Челярскийн аргаар дамжуулан нэг талстыг өсөн нэмэгдүүлж болно.
Борлонтой холбоотой өргөдөл
Жилд зургаан сая тонн бордор агуулсан эрдэс баялгийг жил бүр олборлож байгаа ч ихэнхи нь борын давс, борромын хүчил, бори оксид зэрэг борын давс хэрэглэдэг. Үнэн хэрэгтээ, зөвхөн 15 тонн элементийн борионыг жил бүр хэрэглэдэг.
Бор болон борын нэгдлүүдийг өргөнөөр ашиглах нь өргөн. Зарим нь элементүүдийн төрөл бүрийн хэлбэрийн 300 гаруй төгсгөлийн хэрэглээ байдаг гэж тооцдог.
Таван гол хэрэглээ нь:
- Шил (жишээ нь, халуун тогтвортой боросиликатан шил)
- Керамик (жишээ нь, плит glazes)
- Хөдөө аж ахуй (жишээлбэл шингэн бордоо дахь борын хүчил).
- Ариутгагч (жишээ нь, угаалгын нунтагт натрийн патентат)
- Цайруулагч бодис (ахуйн болон үйлдвэрлэлийн толбо арилгах гэх мэт)
Бороо Металлургийн програмууд
Хэдийгээр металл борын маш цөөн хэрэглээтэй боловч элемент нь металлургийн хэд хэдэн хэрэглээнд маш их ач холбогдолтой байдаг. Нүүрстөрөгч болон бусад хольцыг төмрөөр холбоход цөөн тооны boron-ийг хэрэглэснээр сая тонн тутамд нэмэгдэх цөөн тооны хэсэг нь дундаж бат бэх гангаас дөрөв дахин хүчтэй болгож чаддаг.
Элементийн исэлдэлтийг зайлуулах, арилгах элементийн чадвар нь гагнуурын урсгалыг оновчтой болгодог. Борон трихлорид нь хайлмал металаас nitrides, карбид, исэлийг зайлуулдаг. Үүний үр дүнд boron trichloride нь хөнгөн цагаан, магни, цайр, зэсийн хайлш хийхэд хэрэглэгддэг.
Нунтаг металлургийн хувьд металын борид нь цахилгаан дамжуулах чадвар, механик хүчийг нэмэгдүүлдэг. Төмөрлөг бүтээгдэхүүний хувьд тэдний оршин тогтнол нь зэврэлт, хатуулгийг нэмэгдүүлдэг бол титаны хайлшаар тийрэлтэт хүрээ, турбиний хэсгүүдийн бориод ашигладаг механик хүчийг нэмэгдүүлдэг.
Борон утас нь гидрид элементийг вольфрамын утас дээр байрлуулахад ашиглагддаг бөгөөд сансрын аппаратуудад ашиглахад тохиромжтой, хөнгөн бүтэцтэй материалууд, гольфийн клубууд, өндөр хүчдэлийн соронзон хальс зэрэг болно.
NdFeB соронзонд борроныг оруулах нь салхин цахилгаан үүсгүүр, цахилгаан мотор, олон төрлийн электроникийн өндөр хүчдэлийн байнгын соронзтой ажиллахад чухал үүрэгтэй.
Бороны нейтрон шингээх чадварыг дээшлүүлэх нь түүнийг цөмийн хяналтын саваа, цацрагийн хамгаалалт, нейтроны детекторт хэрэглэж болно.
Эцэст нь хэлэхэд, гурав дахь хамгийн хэцүү бодис болох борори карбидыг төрөл бүрийн хуяг дуулга, сум нэвтэрдэггүй хамгаалалтын хантааз, элэгдэлд оруулж, элэгддэг эд ангиудад ашигладаг.
Эх сурвалж:
Chemicool. Борон
URL: http://www.chemicool.com/elements/boron.html
USGS. Ашигт малтмалын мэдээлэл. Борон
URL: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/boron/