Boron Logam | Hartanah, Sejarah, Pengeluaran & Penggunaan

Boron adalah semi-logam tahan panas yang sangat keras dan tahan panas yang boleh didapati dalam pelbagai bentuk dan digunakan secara meluas dalam sebatian untuk membuat segala-galanya daripada pemutihan dan kaca ke semikonduktor dan baja pertanian.

Hartanah:

• Simbol Atom: B
• Nombor Atom: 5
• Kategori Unsur: Metalloid
• Ketumpatan: 2. 08g / cm3
• Titik Didih: 7101 ° F (3927 ° C)
• Kekerasan Moh: ~ 9. 5

Ciri-ciri:

Elemental boron adalah semi-logam allotropic, yang bermaksud bahawa unsur itu sendiri boleh wujud dalam pelbagai bentuk, masing-masing dengan sifat fizikal dan kimianya sendiri.

Juga, seperti semi-logam lain (atau metaloid), beberapa sifat boron adalah sifat logam manakala yang lain lebih mirip dengan bukan logam.

Boron kesucian tinggi wujud sama ada sebagai coklat gelap amorf ke serbuk hitam atau logam kristal yang gelap, berkilat dan rapuh.

Sangat keras dan tahan panas, boron adalah pengalir elektrik yang rendah pada suhu rendah, tetapi perubahan ini meningkat apabila suhu meningkat.

Walaupun boron kristal sangat stabil dan tidak reaktif dengan asid, versi amorf perlahan mengoksidakan udara dan boleh bertindak balas dengan kuat dalam asid.

Dalam bentuk kristal, boron adalah yang kedua paling sukar bagi semua elemen (di belakang hanya karbon dalam bentuk berliannya) dan mempunyai salah satu daripada suhu cair tertinggi.

Serupa dengan karbon, yang mana penyelidik awal sering menyalahkan unsur, boron membentuk ikatan kovalen yang stabil yang menjadikannya sukar untuk diasingkan.

Unsur nombor lima juga mempunyai keupayaan untuk menyerap sebilangan besar neutron, menjadikannya bahan yang sesuai untuk rod kawalan nuklear.

Penyelidikan baru-baru ini menunjukkan bahawa apabila super sejuk, boron bentuk lagi struktur atom yang sama sekali berbeza yang membolehkannya bertindak sebagai superkonduktor.

Unsur enigmatic elemen yang diketuai oleh Artem Oganox dari Stony Brook University menyatakan bahawa, "Boron adalah elemen skizofrenia, unsur yang penuh kekecewaan.

Ia tidak tahu apa yang ingin dilakukan. Sedikitnya rumit. "

Sejarah:

Walaupun penemuan boron dikaitkan dengan kedua-dua ahli kimia Perancis dan Inggeris yang meneliti mineral borat pada awal abad ke-19, dipercayai bahawa sampel tulen unsur tidak dihasilkan sehingga tahun 1909.

Mineral boron (sering disebut sebagai borat), bagaimanapun, telah digunakan oleh manusia selama berabad-abad. Penggunaan rekod boraks pertama (natrium borat secara semulajadi) adalah oleh tukang emas Arab yang menggunakan sebatian itu sebagai fluks untuk memurnikan emas dan perak pada abad ke-8 AD.

Diekstrak dari tasik tasik Tibet dan dibawa ke barat melintasi jalan sutera ke Babel. Sesetengah bukti menunjukkan bahawa tukang emas menggunakan flora borax seawal 4000 tahun yang lalu.

Glazes pada seramik Cina bermula dari antara abad ke-3 dan ke-10 AD juga telah ditunjukkan untuk menggunakan sebatian yang semulajadi.

Penciptaan kaca borosilikat yang stabil pada akhir 1800s memberikan sumber permintaan baru untuk mineral borat. Menggunakan teknologi ini, Corning Glass Works memperkenalkan alat memasak kaca Pyrex pada tahun 1915.

Pada tahun-tahun pasca perang, aplikasi untuk boron berkembang termasuk pelbagai industri yang semakin meluas.

Boron nitride mula digunakan dalam kosmetik Jepun dan, pada tahun 1951, satu kaedah pengeluaran untuk gentian boron telah dibangunkan.

Reaktor nuklear pertama, yang datang secara on-line dalam tempoh ini, juga menggunakan boron dalam rod kawalan mereka.

Malah, selepas bencana nuklear Chernobyl pada tahun 1986, 40 ton sebatian boron telah dibuang ke dalam reaktor untuk membantu mengawal pembebasan radionuklida.

Pada awal tahun 1980-an, pembangunan kekuatan tinggi magnet nadir bumi kekal mencipta pasaran baru yang besar untuk elemen tersebut. Lebih 70 metrik tan magnet neodymium-iron-boron (NdFeB) kini dihasilkan setiap tahun untuk kegunaan semua dari kereta elektrik ke fon kepala.

Pada akhir 1990-an, keluli boron mula digunakan di dalam kereta untuk memperkuat komponen struktur, seperti bar keselamatan.

Bahkan pada abad ke-21, perkembangan penggunaan baru untuk semi-logam terus berlanjut. Pada tahun 2004, penyelidik mendapati bahawa apabila super sejuk dan dirawat dengan tekanan tinggi, boron menjadi superkonduktif, membuka kemungkinan baru dalam bidang superkomputer.

Pengeluaran:

Walaupun lebih daripada 200 jenis mineral borat berlainan di kerak bumi, hanya empat akaun untuk lebih dari 90 peratus pengekstraksi komersil sebatian boron dan boron. Ini termasuk tincal, kernite, colemanite, dan ulexite.

Untuk menghasilkan serbuk boron yang agak tulen, boron oksida yang terdapat dalam mineral itu dipanaskan dengan magnesium atau fluks aluminium. Pengurangan ini menghasilkan serbuk boron unsur yang kira-kira 92 peratus tulen.

Boron tulen boleh dihasilkan dengan mengurangkan lagi halida boron dengan hidrogen pada suhu melebihi 1500 ° C (2732 ° F).

Boron kesucian tinggi, yang diperlukan untuk digunakan dalam semikonduktor, boleh dibuat dengan decomposing diborane pada suhu tinggi dan berkembang satu kristal melalui zon lebur atau kaedah Czolchralski. Menurut USGS, lebih dari enam juta metrik tan mineral borat dilombong pada tahun 2014. Sumber borat terbesar di dunia adalah Turki, yang menyumbang lebih daripada separuh daripada semua borat yang ditambang setiap tahun. Eti Maden AS milik negara Turki mengendalikan semua empat negara boron tambang, yang sebahagian besarnya ditentukan oleh kolemanit mineral.

Amerika Syarikat adalah sumber kedua terbesar di dunia. Dua syarikat, US Borax (anak syarikat milik penuh Rio Tinto) dan Searles Valley Minerals, ekstrak boron dari lombong yang telah lama ditubuhkan di California. Borax Rio Tinto di Boron, California telah beroperasi selama lebih dari 140 tahun.

Lain-lain, sumber mineral borat yang lebih rendah diekstrak di China dan Argentina.

Aplikasi:

Lebih daripada enam juta metrik tan mineral yang mengandungi boron ditambang setiap tahun, sebahagian besarnya digunakan sebagai garam borat, seperti asid borik dan oksida boron, dengan sangat sedikit diubah menjadi elemen boron. Malah, hanya kira-kira 15 tan metrik boron unsur yang digunakan setiap tahun.

Keluasan penggunaan sebatian boron dan boron sangat luas. Sesetengah menganggarkan bahawa terdapat lebih 300 penggunaan akhir elemen yang berbeza dalam pelbagai bentuknya.

Lima kegunaan utama adalah:

Kaca (kaca gelas borosilat termal stabil)

1. Seramik (kaca gelas jubin)
2. Pertanian (asid borik dalam baja cair).
3. Deterjen (sodium perborate dalam detergen pakaian)
4. Peluntur (penghilang noda rumah dan industri)
5. Walaupun boron metallic mempunyai sangat sedikit kegunaan, unsur ini sangat bernilai dalam beberapa aplikasi metalurgi. Dengan mengeluarkan karbon dan kekotoran lain kerana ia mengikat besi sejumlah kecil boron - hanya beberapa bahagian per juta - ditambah kepada keluli boleh menjadikannya empat kali lebih kuat daripada keluli kekuatan purata yang tinggi.

Baja Boron kini digunakan dalam pelbagai bar keselamatan, rasuk silang silang, dan bahagian auto struktur lain.

Keupayaan elemen untuk membubarkan dan mengeluarkan filem oksida logam juga menjadikannya sesuai untuk fluks kimpalan. Boron trichloride membuang nitrida, karbida, dan oksida dari logam lebur. Dan, sebagai hasilnya, ini digunakan dalam pembuatan aluminium, magnesium, zink dan aloi tembaga.

Dalam metalurgi tepung, kehadiran borida logam meningkatkan kekonduksian dan kekuatan mekanikal. Dalam produk ferus, kewujudan mereka meningkatkan rintangan kakisan dan kekerasan, manakala dalam aloi titanium yang digunakan dalam bingkai jet dan bahagian turbin borida meningkatkan kekuatan mekanikal.

Serat Boron, yang dibuat dengan mendepositkan unsur hidrida pada wayar tungsten, adalah bahan struktur yang kuat dan ringan yang sesuai digunakan dalam aplikasi aeroangkasa, serta kelab golf dan pita tegangan yang tinggi.

Kemasukan boron dalam magnet NdFeB adalah penting untuk fungsi magnet kekal kekuatan tinggi yang digunakan dalam turbin angin, motor elektrik dan pelbagai jenis elektronik.

Keterlibatan Boron terhadap penyerapan neutron membolehkan ia digunakan dalam rod kawalan nuklear, perisai radiasi, dan pengesan neutron.

Akhirnya, boron karbida, bahan ketiga yang paling sukar dikenali, digunakan dalam pembuatan pelbagai perisai, bulu peluru peluru serta bahan pengikat dan memakai.

Sumber:

_{Chemicool. Boron}

_{URL: // www. chemicool. com / unsur / boron. html
USGS. Maklumat Mineral. Boron
URL: // minerals. usg. gov / mineral / pub / komoditi / boron /
Ikut Terence di Google+}