Bór kov | Vlastnosti, historie, výroba a využití

Boron je extrémně tvrdý a tepelně odolný polokov, který se nachází v různých formách a je široce používán ve směsích, aby vyrobil vše od bělení a skla po polovodiče a zemědělská hnojiva.

Vlastnosti:

• Atomový symbol: B
• Atomové číslo: 5
• Element Kategorie: Metalloid
• Hustota: 2. 08g / cm3
• Bod varu: 7101 ° F (3927 ° C)
• Tvrdost Moh: ~ 9. 5

Charakteristika:

Elementární bór je alotropický polokov, což znamená, že samotný prvek může existovat v různých formách, každý s vlastním fyzikálním a chemickým vlastností.

Také jako jiné polokovy (nebo metaloidy), některé vlastnosti boru jsou kovové povahy, zatímco jiné jsou podobnější než nekovy.

Vysoce čistý bór existuje buď jako amorfní tmavě hnědý až černý prášek nebo jako tmavý, lesklý a křehký krystalický kov.

Extrémně tvrdý a odolný vůči teplu, bór je špatný vodič elektrické energie při nízkých teplotách, ale to se mění, když teploty stoupají.

Zatímco krystalický bór je velmi stabilní a nereaguje s kyselinami, amorfní verze pomalu oxiduje na vzduchu a může reagovat prudce na kyselině.

V krystalické formě je bór druhým nejtvrdším ze všech prvků (za pouze uhlíkem ve své diamantové formě) a má jednu z nejvyšších teplot tavení.

Podobně jako u uhlíku, u něhož začínající výzkumníci často mluví o prvku, bór vytváří stabilní kovalentní vazby, které ztěžují jeho izolaci.

Prvek číslo 5 také má schopnost absorbovat velké množství neutronů, což z něj činí ideální materiál pro jaderné regulační tyče.

Nedávný výzkum ukázal, že když je super-chlazený, bór tvoří zcela odlišnou atomovou strukturu, která mu umožňuje působit jako supravodič.

Elementární enigmatický prvek vedl Artem Oganox z univerzity Stony Brook, aby uvedl, že "Boron je schizofrenní prvek, je to element úplné frustrace."

Neví, co chce dělat. strašně komplikované. "

Historie:

Zatímco objev bóru je přičítán jak francouzským, tak anglickým chemikům, kteří zkoumají boritanové minerály na počátku 19. století, předpokládá se, že čistý vzorek prvku nebyl vyroben až v roce 1909.

Boronové minerály (často označované jako boritany) již byly lidmi už po staletí používány. První zaznamenané použití boraxu (přirozeně se vyskytujícího boritanu sodného) bylo arabskými zlatníky, kteří aplikovali sloučeninu jako tavidlo na čištění zlata a stříbra v 8. století nl.

Vyčerpaný z tibetských solných lůžek na jezeře a přenášel západně po hedvábné cestě do Babylonu. Některé důkazy dokonce naznačují, že zlatníci používali proud boraxu již před 4000 lety.

Glazy na čínské keramice pocházejí z období 3. až 10. století. Bylo také prokázáno, že využívají přirozeně se vyskytující sloučeninu.

Vynález termicky stabilního borosilikátového skla v pozdních 1800s poskytl nový zdroj poptávky po boritanových minerálech. S využitím této technologie Corning Glass Works představil skleněné nádobí Pyrex v roce 1915.

V poválečných letech se aplikace pro bór rozrůstala v stále se rozšiřující průmyslové odvětví.

Nitrid sodný se začal používat v japonské kosmetice a v roce 1951 byla vyvinuta metoda výroby bórových vláken.

První jaderné reaktory, které se během tohoto období přihlásily on-line, také používaly bór v jejich řídících tyčích.

Ve skutečnosti, v bezprostředním důsledku jaderné katastrofy v Černobylí v roce 1986, bylo do reaktoru vyřazeno 40 tun sloučenin boru, aby pomohlo při regulaci uvolňování radionuklidů.

Na počátku osmdesátých let 20. století vytvořil vývoj vysoce pevných permanentních magnetů vzácných zemin velký prostor pro tento prvek. Více než 70 metrických tun magnety neodymu a železa (NdFeB) se vyrábí každý rok pro použití ve všem, od elektrických automobilů po sluchátka.

V pozdních devadesátých letech začala být bionová ocel používána v automobilech k posílení konstrukčních prvků, jako jsou bezpečnostní tyče.

I v 21. století pokračuje vývoj nových způsobů využití polokovu. V roce 2004 vědci zjistili, že při super chlazení a zpracování vysokým tlakem se bór stává supravodivým, což otevírá nové možnosti v oblasti superpočítače.

Výroba:

Přestože v zemské kůře existují více než 200 různých druhů boritanových minerálů, jen čtyři tvoří více než 90% komerčního extrahování sloučenin boru a boru. Patří mezi ně tincal, kernite, colemanite a ulexite.

Pro získání relativně čisté formy prášku boru se oxid boritý, který je přítomen v minerále, zahřeje hořčíkem nebo hliníkovým tavidlem. Redukce produkuje elementární bórový prášek, který je zhruba 92 procent čistý.

Čistý bór může být produkován další redukcí halogenidů bóru vodíkem při teplotách nad 1500 ° C (2732 ° F).

Vysoce čistý bór potřebný pro použití v polovodičích může být vyroben rozkladem diboranu při vysokých teplotách a růstem jednotlivých krystalů pomocí tavení zóny nebo metodou Czolchralski.

Podle USGS bylo v roce 2014 těženo více než šest miliónů tun borátových minerálů. Největším zdrojem boritanů na světě je Turecko, které tvoří více než polovinu všech těžených boritanů každý rok. Turecká státní společnost Eti Maden AS provozuje všechny čtyři země boronové doly, které jsou do značné míry vymezeny minerálním odpadem.

USA jsou druhým největším zdrojem prvku na světě. Dvě společnosti, americký Borax (100% dceřiná společnost Rio Tinto) a Minerály Searles Valley, extrahují bór z dlouhotrvajících dolů v Kalifornii. Důl Borax z Rio Tinto v Boronu, Kalifornie, je v nepřetržitém provozu více než 140 let.

Jiné, méně bohaté zdroje boritanových minerálů jsou získávány v Číně a Argentině.

Aplikace:

Ačkoliv se každoročně těží více než šest milionů metrických tun minerálů obsahujících bór, většina z nich se spotřebuje jako boritanové soli, jako je kyselina boritá a oxid boritý, přičemž velmi málo se převádí na elementární boru. Ve skutečnosti se každoročně spotřebovává pouze zhruba 15 metrických tun elementárního boru.

Šířka použití sloučenin boru a boru je extrémně široká. Někteří odhadují, že existuje více než 300 různých konečných použití prvku v jeho různých formách.

Pět hlavních použití:

1. Sklo (např. Tepelně stabilní borosilikátové sklo)
2. Keramika (např. Glazury)
3. Zemědělství (např.
4. Detergenty (např. Perboritan sodný v pracích prostředcích)
5. Bělidla (např. Odstraňovače skvrn pro domácnost a průmysl)

I když kovový bór má jen velmi málo použití, prvek je vysoce hodnocen v řadě metalurgických aplikací. Tím, že odstraní uhlík a jiné nečistoty, protože spojuje železo, malé množství boru - jen několik dílů na milión - přidané do oceli může činit čtyřikrát silnější než průměrná ocel s vysokou pevností.

Borová ocel je nyní používána v různých bezpečnostních tyčích, palubních příčkách a dalších konstrukčních součástech.

Schopnost prvku rozpouštět a odstraňovat film z oxidu kovu je také ideální pro svařování tavidel. Chlorid boritý odstraňuje nitridy, karbidy a oxid z roztaveného kovu. A jako výsledek, to se používá při výrobě hliníku, hořčíku, zinku a slitin mědi.

Při práškové metalurgii zvyšuje přítomnost kovových boridů vodivost a mechanickou pevnost. U železných výrobků jejich existence zvyšuje odolnost proti korozi a tvrdost, zatímco v titanových slitinách používaných v tryskových rázech a turbínových částech boridy zvyšuje mechanickou pevnost.

Bórová vlákna, která jsou vyrobena nanášením hydridového prvku na wolframový drát, jsou silné, lehké konstrukční materiály vhodné pro použití v kosmických aplikacích, stejně jako golfové hole a vysokopevnostní pásky.

Zahrnutí boru do magnetu NdFeB je rozhodující pro funkci permanentních magnetů s vysokou pevností, které se používají ve větrných turbínách, elektromotorech a širokém spektru elektroniky.

Boronova náklonnost vůči absorpci neutronů umožňuje použití v jaderných řídících tyčích, radiačních štítech a detektorech neutronů.

Nakonec je karbid boru, třetí nejtěžší známá látka, používán při výrobě různých obrněných jednotek, neprůstřelných vest, brusiv a opotřebovaných dílů.

_Zdroje:

_{Chemicool. Bor
URL: // www. chemicool. com / prvky / bór. html
USGS. Informace o minerálech. Bor
URL: // minerály. usgs. gov / minerals / pubs / commodity / bór /}

_{Sledujte Terence na Google+}