Bor Metal | Özellikleri, Geçmişi, Üretimi ve Kullanımı

Bor, son derece sert ve ısıya dayanıklı çeşitli formlarda bulunabilen ve ağartıcı maddelerden camdan yarıiletkenlere ve tarım gübrelerine kadar her şeyi yapmak için bileşiklerde yaygın olarak kullanılan metaldir.

Özellikleri:

• Atom Sembol: B
• Atom Sayı: 5
• Element Kategorisi: Metalloid
• Yoğunluk: 2.8 g / cm3
• Erime Noktası: 3769 ° F (2076 ° C)
• Kaynama noktası: 7101 ° F (3927 ° C)
• Moh's Sertliği: ~ 9. 5

Özellikler:

Elemental bor, allotropik bir yarı metaldir, yani elemanın kendisinin farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip farklı formlarda bulunabileceği anlamına gelir.

Ayrıca, diğer yarı metaller (veya metalloidler) gibi bazı bor özellikleri doğada metaliktir, diğerleri metal olmayan metallere daha benzerdir.

Yüksek saflıkta bor, amorf bir koyu kahverengi ila siyah tozu veya koyu, pırıl pırıl ve kırılgan bir kristal metal olarak bulunur.

Son derece sert ve ısıya dayanıklı, bor düşük sıcaklıklarda zayıf bir elektrik iletkeni, ancak sıcaklık yükselirken bu değişir.

Kristal halindeki bor çok kararlı olmasına ve asitlerle reaktif olmamasına rağmen, amorf biçim havada yavaş yavaş oksitlenir ve asit içinde şiddetli reaksiyon gösterebilir.

Kristalin formda, bor tüm elementlerin en zor ikinci koludur (sadece elmas şeklinde karbon) ve en yüksek erime sıcaklıklarından birine sahiptir.

Boru, erken araştırmacıların öğeyi sıklıkla yanlış anladığı karbona benzer şekilde, izole edilmesini zorlaştıran kararlı kovalent bağlar oluşturur.

Beş element de nükleer kontrol çubukları için ideal bir materyal haline getiren çok sayıda nötronu emme kabiliyetine sahiptir.

Son araştırmalar süper soğutulduğu zaman borun henüz süper iletken olarak işlev görmesine izin veren tamamen farklı bir atom yapısını oluşturduğunu göstermiştir.

Elemanın gizemli doğası, Stony Brook Üniversitesi'nden Artem Oganox'a "Bor şizofreni unsuru, tamamen hayal kırıklığı yaratan bir unsur" olarak nitelendiriyor.

Ne yapmak istediğini bilmiyor Sonuç, bir şey. korkunç derecede karmaşıktır. "

Tarihçe:

Bor maddesinin keşfedilmesi, 19. yüzyılın başında borat minerallerini araştıran hem Fransız hem de İngiliz kimyagerlerine atfedilirken, elementin saf bir örneğinin 1909 yılına kadar üretilmediğine inanılmaktadır.

Bor mineralleri (genellikle boratlar olarak anılır) yüzyıllar boyunca insanlar tarafından kullanılmıştı. İlk kaydedilen boraks kullanımı (doğal olarak sodyum borat), MS 8. yüzyılda altın ve gümüşü saflaştırmak için bir akış olarak bileşiği uygulayan Arap kuyumcuları tarafından yapıldı.

Tibet gölü tuz yataklarından çıkarılan ve batıya doğru ipek yol boyunca Babil'e taşındı. Bazı kanıtlar, kuyumcuların boraks akılarını 4000 yıl önce kullandığını da göstermektedir.

Çin seramiğine tarihlenen sırlar, MS 3. ve 10. yüzyıllar arasında doğal olarak bulunan bileşiğin kullanılmasından da anlaşıldı.

1800'lerin sonunda termal olarak stabil borosilikat camının keşfi borat mineralleri için yeni bir talep kaynağı oldu. Bu teknolojiyi kullanan Corning Glass Works, 1915'te Pyrex cam tencere tanıtıcısını piyasaya sundu.

Savaş sonrası yıllarda bor uygulamaları gün geçtikçe genişleyen endüstri alanlarına sahip oldu.

Bor nitrürü, Japon kozmetik ürünlerinde kullanılmaya başlandı ve 1951'de bor lifleri için bir üretim yöntemi geliştirildi.

Bu dönemde çevrimiçi hale gelen ilk nükleer reaktörler ayrıca kontrol çubuklarında bor kullandı.

Aslında, 1986'daki Çernobil nükleer felaketinin hemen sonrasında, 40 ton bor bileşikleri kontrol radyonüklid serbest bırakmasına yardımcı olmak için reaktöre terk edildi.

1980'lerin başında, yüksek mukavemetli daimi nadir toprak mıknatıslarının geliştirilmesi, eleman için daha geniş bir pazar yarattı. Elektrikli otomobillerden kulaklıklara kadar her alanda 70 metrik ton neodimiyum-demir-boron (NdFeB) mıknatıs üretilmektedir.

1990'ların sonunda, bor çelikleri, emniyet çubukları gibi yapısal bileşenleri güçlendirmek için otomobillerde kullanmaya başladı.

21. yüzyılda dahi, yarı metalin yeni kullanım alanlarının geliştirilmesi devam ediyor. 2004'te araştırmacılar, süper soğutulduklarında ve yüksek basınçla muamele gördüklerinde borun süper iletkenliğe dönüştüğünü keşfettiler ve süper-hesaplama alanında yeni olanaklar açtılar.

Üretim:

Yeryüzü kabuğunda 200'den fazla farklı borat minerali mevcut olmasına rağmen bor ve bor bileşiklerinin ticari ekstraksiyonunun sadece% 90'ından fazlasını oluşturmaktadır. Bunlara tinkal, kernit, kolemanit ve uleksit dahildir.

Bor pudrası nispeten saf bir formunu üretmek için mineralde bulunan bor oksidi, magnezyum veya alüminyum akı ile ısıtılır. İndirgeme, kabaca% 92 saf olan elemental bor tozu üretir.

Saf bor, bor halojenürleri hidrojen ile 1500 ° 999 ° C (2732 ° 999 ° F) aşan sıcaklıklarda daha da indirgeyerek üretilebilir. Yarıiletkenlerde kullanılmak için gerekli olan yüksek saflıkta bor, diboranın yüksek sıcaklıklarda ayrıştırılması ve bölge eritme veya Czolchralski yöntemi ile tekli kristallerin büyütülmesi ile yapılabilir. USGS'ye göre 2014 yılında altı milyon metrik ton borat minerali mayın aldı. Dünyanın en büyük borat kaynağı olan Türkiye, her yıl mayınlanan boratların yarısından fazlasını oluşturuyor. Türkiye'deki devlete bağlı Eti Maden A.Ş., maden kolemanı tarafından büyük ölçüde tanımlanan bor madenlerinin dördünü işletiyor. ABD, elementin dünyanın ikinci büyük kaynağıdır. İki şirket, ABD Borax (Rio Tinto'nun tamamına sahip olduğu bir yan kuruluşu) ve Searles Vadisi Mineralleri, Kaliforniya'daki köklü madenlerden bor çıkarıyor. Boron, California'daki Rio Tinto'nun Boraks madeni 140 yılı aşkın bir süredir devam etmektedir. Çin ve Arjantin'de daha az borat minerali kaynağı çıkartılıyor.

Uygulamalar:

Her yıl altı milyon metrik ton bor içeren mineraller çıkarıldığı halde, bunun büyük bir çoğunluğu borik asit ve bor oksit gibi borat tuzları olarak tüketilmekte ve çok azı elementale dönüştürülmektedir bor. Nitekim, her yıl sadece 15 metrik ton elemental bor tüketilmektedir.

Bor ve bor bileşiklerinin genişliği son derece geniştir. Bazıları, elemanın çeşitli biçimlerde 300'ün üzerinde farklı nihai kullanımının olduğunu tahmin etmektedir.

Beş büyük kullanım şekli:

Cam (örn., Termal olarak stabil borosilikat cam). Seramikler (ör., Seramik sırları) Tarım (örneğin, sıvı gübrelerde borik asit).

Deterjanlar (örneğin, çamaşır deterjanı içindeki sodyum perborat) Ağartıcılar (örneğin, hanehalkı ve endüstriyel leke çıkarıcılar)

Metalik bor çok az kullanıma sahip olsa da, bir takım metalurjik uygulamalarda element çok değerlidir. Demire bağlandığı zaman karbon ve diğer yabancı maddeleri atarak, milyonda sadece bir kaç parça - bora eklenen küçük miktarda bor, onu, ortalama yüksek mukavemetli çelikten dört kat daha sağlam hale getirebilir.

Bor çeliği artık çok çeşitli emniyet çubukları, çizgi kirişleri ve diğer yapısal otomobil parçaları içinde kullanılmaktadır.

1. Elemanın metal oksit filmi çözme ve çıkarma kabiliyeti aynı zamanda kaynak akıları için idealdir. Bor triklorür, erimiş metalden nitrürleri, karbürleri ve oksiti giderir. Ve sonuç olarak, bu alüminyum, magnezyum, çinko ve bakır alaşımlarının yapımında kullanılır.
2. Toz metalürjisinde metal borürlerin varlığı iletkenliği ve mekanik gücü arttırır. Demir ürünlerde, korozyon direnci ve sertliğini arttırırken, jet çerçevelerinde ve türbin parçalarındaki titanyum alaşımlarında borides mekanik mukavemeti artırır.
3. Hidrür maddesini tungsten tel üzerine yerleştirerek yapılan bor lifleri, havacılık uygulamalarında kullanılmak üzere güçlü, hafif yapı malzemesinin yanı sıra golf sopaları ve yüksek çekme bandıdır.
4. Borunun NdFeB mıknatısına dahil edilmesi, rüzgar türbinleri, elektrik motorları ve geniş bir elektronik yelpazesinde kullanılan yüksek mukavemetli daimi mıknatısların fonksiyonu için kritik önem taşır.
5. Boronun nötron soğurma eğilimi, nükleer kontrol çubuklarında, radyasyon kalkanlarında ve nötron dedektörlerinde kullanılmasına izin verir.

Son olarak, bor karbür, bilinen en zor üçüncü sert madde olup, çeşitli zırhlar, kurşun geçirmez yeleklerin yanı sıra aşındırıcılar ve aşınma parçaları imalatında kullanılmaktadır.

Kaynaklar:

Chemicool. Bor

URL: // www. chemicool. com / öğeleri / bor. html

USGS. Mineraller Bilgisi. Bor

URL: // mineraller. usgs. gov / mineraller / barlar / emtia / boron /

Google + 'da Terence izleyin