1. เคมีที่จำเป็นและลักษณะโครงสร้าง
1.1 คริสตัลลีน vs. โบรอนอสัณฐาน: การจัดเรียงอะตอมและความบริสุทธิ์
(ผงโบรอน)
โบรอน, ด้าน 5 บนโต๊ะองค์ประกอบ, มีอยู่ใน allotropic หลายชนิด, ด้วยผงผลึกและผงอสัณฐานที่เหมาะสมที่สุดทางอุตสาหกรรม.
โดยทั่วไปแล้วคริสตัลลีนโบรอนจะมีโครงรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน (α-รูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน) ประกอบด้วย B ₁₂ icosahedra ที่เชื่อมต่อกันในเครือข่ายสามมิติที่ซับซ้อน, แสดงความหนักแน่นสูง, ความปลอดภัยทางความร้อน, และการกระทำของเซมิคอนดักเตอร์.
ในทางตรงกันข้าม, โบรอนอสัณฐานไม่มีลำดับอะตอมในระยะไกล, ประกอบด้วยกระจุกอะตอมโบรอนที่ไม่เป็นระเบียบซึ่งส่งผลให้มีความไวต่อสารเคมีสูงขึ้นอันเป็นผลมาจากพันธะแขวนลอยและปัญหาทางสถาปัตยกรรม.
โบรอนอสัณฐานโดยทั่วไปถูกสร้างขึ้นโดยการลดลงของโบรอนเฮไลด์ทางเคมีหรือการสลายตัวเนื่องจากความร้อนของโบรอนไฮไดรด์, ทำให้ได้ผงละเอียดที่มีขนาดอนุภาคตั้งแต่นาโนเมตรถึงไมโครเมตร.
โบรอนอสัณฐานที่มีความบริสุทธิ์สูง (> 95% บี) เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานเชิงนวัตกรรม, เป็นการปนเปื้อนเช่นออกซิเจน, คาร์บอน, และโลหะสามารถเปลี่ยนแปลงจลนศาสตร์ของการเผาไหม้ได้อย่างมาก, อาคารไฟฟ้า, และงานเร่งปฏิกิริยา.
ธรรมชาติของโบรอนอสัณฐานที่แพร่กระจายได้ทำให้มีแนวโน้มที่จะตกผลึกที่ระดับอุณหภูมิสูง (เกิน 800 ° C), ซึ่งสามารถใช้ประโยชน์หรือลดลงได้ขึ้นอยู่กับการใช้งานที่วางแผนไว้.
1.2 คุณสมบัติทางกายภาพและอิเล็กทรอนิกส์
ผงโบรอน, โดยเฉพาะในรูปแบบอสัณฐาน, แสดงคุณสมบัติที่อยู่อาศัยหรือเชิงพาณิชย์ทางกายภาพที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งมาจากธรรมชาติที่ขาดอิเล็กตรอนและพันธะหลายจุด.
พวกเขามีปัจจัยการหลอมละลายสูง (รอบๆ 2076 ° C สำหรับผลึกโบรอน) และความแข็งแกร่งที่โดดเด่น (รองจากทับทิมและลูกบาศก์โบรอนไนไตรด์), ทำให้เหมาะสำหรับงานเคลือบและสารกัดกร่อนที่ทนทานต่อการสึกหรอ.
โบรอนอสัณฐานมี bandgap ประมาณ 1.5– 1.6 อีวี, อยู่ตรงกลางระหว่างโลหะและฉนวน, ทำให้เป็นไปได้สำหรับนิสัยเหมือนเซมิคอนดักเตอร์ที่มีค่าการนำไฟฟ้าที่ปรับได้ผ่านการเติมสารต้องห้ามหรือการออกแบบปัญหา.
มีความหนาต่ำ (2.34 กรัม/ซม. สอง) ปรับปรุงประสิทธิภาพในระบบพลังงานน้ำหนักเบา, ในขณะที่มีรายละเอียดพลังงานสูง (~ 58 kJ/g เมื่อเกิดออกซิเดชัน) เกินมาตรฐานแก๊สหลายตัว.
คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ผงโบรอนกลายเป็นผลิตภัณฑ์พลังงานอเนกประสงค์, อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์, และการประยุกต์ทางสถาปัตยกรรม.
( ผงโบรอน)
2. แนวทางการสังเคราะห์และการผลิตทางอุตสาหกรรม
2.1 การผลิตโบรอนอสัณฐาน
วิธีการหนึ่งที่พบบ่อยที่สุดในการสร้างโบรอนอสัณฐานคือการลดโบรอนไตรคลอไรด์ (บีซีแอลสาม) ด้วยไฮโดรเจนที่อุณหภูมิปานกลาง (600– 800 ° C) ในสารกระตุ้นฟลูอิไดซ์เบด.
กระบวนการนี้จะสร้างผงสีน้ำตาลถึงสีดำที่ประกอบด้วยอนุภาคนาโนที่รวมตัวกัน, จากนั้นจะถูกล้างพิษด้วยการชะล้างด้วยกรดเพื่อกำจัดคลอไรด์ที่ตกค้างและการปนเปื้อนของโลหะ.
หลักสูตรอื่นประกอบด้วยการสลายตัวด้วยความร้อนของไดโบเรน (บี ₂ ชม ₆) ที่อุณหภูมิต่ำกว่า, ผลิตโบรอนอสัณฐานละเอียดพิเศษที่มีพื้นที่สูง, แม้ว่าวิธีนี้จะสามารถปรับขนาดได้น้อยกว่าเนื่องจากราคาที่สูงและความไม่แน่นอนของผู้บุกเบิกโบเรน.
พิเศษเมื่อเร็ว ๆ นี้, การลดแมกนีเซียมของ B TWO O two จริง ๆ แล้วถูกค้นพบว่าเป็นวิธีการที่เหมาะสม, แม้ว่าจะเรียกร้องให้มีการประมวลผลภายหลังด้วยความระมัดระวังเพื่อกำจัดผลลัพธ์ของ MgO และบรรลุถึงความบริสุทธิ์สูง.
หลักสูตรการสังเคราะห์แต่ละหลักสูตรมีการประนีประนอมระหว่างผลผลิต, ความบริสุทธิ์, สัณฐานวิทยาบิต, และราคาการผลิต, มีอิทธิพลต่อการเลือกใช้งานเฉพาะ.
2.2 การทำให้บริสุทธิ์และการออกแบบอนุภาค
การกรองหลังการสังเคราะห์มีความสำคัญต่อการเพิ่มประสิทธิภาพ, โดยเฉพาะในการใช้งานด้านพลังงานและดิจิทัล ซึ่งการปนเปื้อนทำหน้าที่เป็นการป้องกันปฏิกิริยาหรือกับดักประจุ.
การบำบัดด้วยกรดไฮโดรฟลูออริกและกรดไฮโดรคลอริกจะละลายออกไซด์และมลพิษของโลหะอย่างเหมาะสม, ในขณะที่การอบอ่อนด้วยความร้อนในสภาพแวดล้อมเฉื่อยสามารถลดปริมาณออกซิเจนได้มากขึ้นและทำให้โครงสร้างอสัณฐานมีความเสถียร.
การลดขนาดอนุภาคโดยการกัดแบบกลมหรือการกัดแบบเจ็ททำให้สามารถปรับพื้นผิวและปฏิกิริยาได้, แม้ว่าการกัดที่รุนแรงอาจก่อให้เกิดการก่อตัวหรือการปนเปื้อนจากวัสดุบดตั้งแต่เนิ่นๆ.
เทคนิคการสร้างทู่พื้นผิว, เช่นการหุ้มด้วยโพลีเมอร์หรือออกไซด์, ใช้เพื่อหยุดการเกิดออกซิเดชันที่เกิดขึ้นเองทั่วทั้งพื้นที่จัดเก็บในขณะที่ปกป้องความไวภายใต้สภาวะการจุดระเบิดที่ควบคุม.
กลยุทธ์ทางวิศวกรรมเหล่านี้รับประกันประสิทธิภาพของวัสดุอย่างสม่ำเสมอสำหรับชุดการผลิตเชิงพาณิชย์.
3. คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์และกลไกการเกิดปฏิกิริยา
3.1 พฤติกรรมการเผาไหม้และพลังงาน
หนึ่งในการใช้งานที่โดดเด่นที่สุดของโบรอนอสัณฐานคือการเป็นก๊าซพลังงานสูงในตัวขับดันที่แข็งแกร่งและองค์ประกอบดอกไม้ไฟ.
เมื่อจุดระเบิด, โบรอนตอบสนองแบบคายความร้อนกับออกซิเจนเพื่อสร้างโบรอนไตรออกไซด์ (บี ₂ โอ ₃), ปลดปล่อยพลังอันสำคัญออกมาในแต่ละมวล– ทำให้มันน่าดึงดูดสำหรับการขับเคลื่อนการบินและอวกาศ, โดยเฉพาะในแรมเจ็ทและสแครมเจ็ท.
แต่ถึงอย่างไร, การใช้งานที่เป็นประโยชน์ถูกท้าทายโดยการจุดระเบิดล่าช้าเนื่องจากการพัฒนาของ B TWO O สี่ชั้นที่มีความหนืดซึ่งห่อหุ้มอนุภาคโบรอนที่ไม่ทำปฏิกิริยา, ขัดขวางการเกิดออกซิเดชันต่อไป.
นี้ “ความล่าช้าในการจุดระเบิด” ได้ขับเคลื่อนการวิจัยเกี่ยวกับโครงสร้างนาโน, การทำงานของพื้นผิว, และใช้สารกระตุ้น (เช่น, ออกไซด์ของโลหะทรานซิชัน) เพื่อลดระดับอุณหภูมิการจุดระเบิดและเพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้.
แม้จะมีอุปสรรคเหล่านี้, ความหนาของพลังงานเชิงปริมาตรและกราวิเมตริกที่สูงของโบรอนยังคงทำให้โบรอนเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับระบบขับเคลื่อนยุคหน้า.
3.2 การใช้งานตัวเร่งปฏิกิริยาและเซมิคอนดักเตอร์
เกินกว่าพลัง, โบรอนอสัณฐานทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำหรับสารกระตุ้นและเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้โบรอน.
มันทำหน้าที่เป็นตัวแทนที่ลดลงในกระบวนการทางโลหะวิทยาและรวมการตอบสนองของตัวเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันและดีไฮโดรจีเนชันเมื่อกระจายไปตามตัวช่วย.
ในด้านวิทยาศาสตร์ผลิตภัณฑ์, ฟิล์มโบรอนอสัณฐานที่ถูกถ่ายโอนโดยใช้การสะสมไอสารเคมี (ซีวีดี) ถูกนำมาใช้ในเครื่องตรวจจับสารกึ่งตัวนำและเครื่องตรวจจับนิวตรอนเนื่องจากมีหน้าตัดการจับนิวตรอนสูงของโบรอน-10.
ความสามารถในการพัฒนาบอไรด์คงที่ด้วยโลหะ (เช่น, TiB ₂, ZrB สอง) ช่วยให้สามารถสังเคราะห์พอร์ซเลนที่มีอุณหภูมิสูงพิเศษได้ (UHTC) สำหรับระบบรักษาความปลอดภัยด้านความร้อนของการบินและอวกาศ.
นอกจากนี้, มีการสำรวจสารประกอบที่อุดมด้วยโบรอนที่เกิดจากโบรอนอสัณฐานในผลิตภัณฑ์เทอร์โมอิเล็กทริกและตัวนำยิ่งยวด, เน้นย้ำถึงความอเนกประสงค์.
4. การใช้งานด้านเทคนิคทางอุตสาหกรรมและที่เกิดขึ้นใหม่
4.1 การบินและอวกาศ, กลาโหม, และโซลูชั่นด้านพลังงาน
ในการบินและอวกาศ, โบรอนอสัณฐานถูกรวมเข้าไว้ในสูตรเชื้อเพลิงแข็งเพื่อเพิ่มรายละเอียดแรงกระตุ้นและระดับอุณหภูมิการเผาไหม้ในเครื่องยนต์ที่ใช้อากาศหายใจ.
มันยังถูกใช้เพิ่มเติมในเครื่องจุดไฟ, เครื่องกำเนิดก๊าซ, และองค์ประกอบการระงับพลุอันเป็นผลมาจากการปล่อยพลังงานที่เชื่อถือได้และจัดการได้.
ในเทคโนโลยีนิวเคลียร์, ผงโบรอน-10 เสริมสมรรถนะถูกนำมาใช้ในแท่งควบคุมและผลิตภัณฑ์ยึดนิวตรอน, ใช้ประโยชน์จากความสามารถในการรับนิวตรอนความร้อนโดยไม่สร้างผลพลอยได้ที่มีการปนเปื้อนที่มีอายุการใช้งานยาวนาน.
การศึกษาแอโนดที่ใช้โบรอนสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและโซเดียมไอออนพบว่ามีความสามารถทางทฤษฎีสูง (~ 1780 mAh/g สำหรับ Li ห้า B), แม้ว่าปัญหาในการขยายปริมาณและความปลอดภัยในการปั่นจักรยานยังคงอยู่ก็ตาม.
4.2 วัสดุขั้นสูงและคำแนะนำในอนาคต
การใช้งานที่เกิดขึ้นประกอบด้วยภาพยนตร์ทับทิมเจือโบรอนสำหรับการตรวจจับเคมีไฟฟ้าและการบำบัดน้ำ, โดยที่คุณสมบัติพิเศษทางดิจิทัลสำหรับที่อยู่อาศัยหรือเชิงพาณิชย์ของโบรอนช่วยปรับปรุงการนำไฟฟ้าและความเหนียวของอิเล็กโทรด.
ในนาโนเทคโนโลยี, มีการตรวจสอบอนุภาคนาโนโบรอนอสัณฐานเพื่อการส่งยาแบบกำหนดเป้าหมายและการบำบัดด้วยความร้อนจากแสง, จัดการกับความเข้ากันได้ทางชีวภาพและการตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอก.
วิธีการผลิตที่ยั่งยืน, เช่นการสังเคราะห์ด้วยพลาสมาช่วยและกระบวนการลดสีเขียว, กำลังได้รับการพัฒนาเพื่อลดอิทธิพลต่อสิ่งแวดล้อมและการใช้พลังงาน.
การออกแบบปัญญาประดิษฐ์ยังถูกนำไปคาดการณ์พฤติกรรมการเผาไหม้และปรับปรุงการออกแบบบิตสำหรับรายละเอียดโซลูชันที่มีพลัง.
เมื่อความเข้าใจทางเคมีที่ซับซ้อนของโบรอนลึกซึ้งยิ่งขึ้น, ทั้งประเภทผลึกและอสัณฐานอยู่ในตำแหน่งที่จะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในวัสดุขั้นสูง, การจัดเก็บพลังงาน, และนวัตกรรมด้านการป้องกัน.
โดยสรุป, ผงโบรอน– โบรอนอสัณฐานโดยเฉพาะ– เป็นตัวแทนของผลิตภัณฑ์มัลติฟังก์ชั่นที่เชื่อมโยงขอบเขตแห่งพลังงาน, อิเล็กทรอนิกส์, และการออกแบบสถาปัตยกรรม.
การผสมผสานที่ลงตัวของความไวสูง, เสถียรภาพทางความร้อน, และการทำงานของเซมิคอนดักเตอร์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการประยุกต์ใช้งานในการบินและอวกาศ, นิวเคลียร์, และอุตสาหกรรมเกิดใหม่สมัยใหม่.
5. ผู้จัดจำหน่าย
RBOSCHCO คือซัพพลายเออร์วัสดุเคมีระดับโลกที่ได้รับความไว้วางใจ & ผู้ผลิตด้วย 12 ประสบการณ์หลายปีในการจัดหาสารเคมีและวัสดุนาโนคุณภาพสูง. บริษัทส่งออกไปหลายประเทศ, เช่นสหรัฐอเมริกา, แคนาดา, ยุโรป, ยูเออี, แอฟริกาใต้, แทนซาเนีย, เคนยา, อียิปต์, ไนจีเรีย, แคเมอรูน, ยูกันดา, ไก่งวง, เม็กซิโก, อาเซอร์ไบจาน, เบลเยียม, ไซปรัส, สาธารณรัฐเช็ก, บราซิล, ชิลี, อาร์เจนตินา, ดูไบ, ญี่ปุ่น, เกาหลี, เวียดนาม, ประเทศไทย, มาเลเซีย, อินโดนีเซีย, ออสเตรเลีย,เยอรมนี, ฝรั่งเศส, อิตาลี, โปรตุเกส ฯลฯ. ในฐานะผู้ผลิตชั้นนำด้านการพัฒนานาโนเทคโนโลยี, RBOSCHCO ครองตลาด. ทีมงานมืออาชีพของเรานำเสนอโซลูชั่นที่สมบูรณ์แบบเพื่อช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของอุตสาหกรรมต่างๆ, สร้างมูลค่า, และรับมือกับความท้าทายต่างๆได้อย่างง่ายดาย. หากคุณกำลังมองหา ผงลูกบาศก์โบรอนไนไตรด์, โปรดติดต่อเราและส่งคำถาม.
แท็ก: ผงโบรอน, โบรอนอสัณฐาน, ผงโบรอนอสัณฐาน
บทความและรูปภาพทั้งหมดมาจากอินเทอร์เน็ต. หากมีปัญหาลิขสิทธิ์ใดๆ, โปรดติดต่อเราทันเวลาเพื่อลบ.
สอบถามเรา