一看半金屬硼
硼是一種非常堅硬和耐熱的半金屬，可以以各種形式被發現，並被廣泛用於製造從漂白劑，玻璃到半導體和農業肥料的各種材料。
硼的性質是：
- 原子符號：B
- 原子序數：5
- 元素分類：準金屬
- 密度：2.08g / cm3
- 熔點：3769 F（2076 C）
- 沸點：7101 F（3927 C）
- 莫氏硬度：〜9.5
硼的特性
元素硼是同素異形的半金屬，這意味著元素本身可以以不同的形式存在，每種形式都有其自身的物理和化學性質。 此外，像其他半金屬（或類金屬）一樣，硼的一些性質是金屬性的，而另一些更類似於非金屬。
高純度硼存在於無定形的深棕色至黑色粉末中，或以黑色，有光澤和脆性的結晶金屬存在。
硼在極低溫度下是一種不良的電導體，但隨著溫度的升高，它會發生變化。 雖然結晶硼非常穩定並且不與酸反應，但無定形氧在空氣中緩慢氧化，並可在酸中劇烈反應。
在晶體形式中，硼是所有元素中第二最硬的（僅在其鑽石形式的碳之後），並且具有最高的熔體溫度之一。 與早期研究人員經常誤認為元素的碳類似，硼形成穩定的共價鍵，使其難以分離。
元素五還具有吸收大量中子的能力，使其成為核控制棒的理想材料。
最近的研究表明，當超冷卻時，硼形成了完全不同的原子結構，使其能夠充當超導體。
硼的歷史
雖然硼的發現歸因於19世紀早期由法國和英國化學家研究硼酸鹽礦物，但人們相信純元素的樣品直到1909年才生產出來。
然而，硼礦物（通常稱為硼酸鹽）已經被人類使用了幾個世紀。 第一次記錄的使用硼砂（天然存在的硼酸鈉）是由阿拉伯金匠在公元8世紀使用該化合物作為助熔劑來淨化金和 銀
從公元3到10世紀的中國陶瓷釉也被證明可以利用天然化合物。
硼的現代用途
19世紀末發明的熱穩定硼矽酸鹽玻璃為硼酸鹽礦物提供了新的需求來源。 康寧玻璃工廠利用這項技術於1915年推出了Pyrex玻璃炊具。
在戰後的幾年裡，硼的申請增加了越來越多的行業。 氮化硼開始在日本化妝品中使用，並且在1951年開發了硼纖維的生產方法。 第一批在此期間上線的核反應堆也在其控制棒中使用了硼。
1986年切爾諾貝利核災難發生後，為了控制放射性核素的釋放，將40噸硼化合物傾倒在反應堆上。
在二十世紀八十年代初期，高強度永久性稀土磁體的開發進一步為該元件創造了一個巨大的新市場。
現在每年生產超過70公噸的釹鐵硼（NdFeB）磁體，用於電動汽車和耳機等各種用途。
在二十世紀九十年代後期，硼鋼開始用於汽車，以加強結構部件，如安全條。
硼的生產
雖然地殼中存在超過200種不同類型的硼酸鹽礦物，但僅有四種佔商業提取硼和硼化合物的百分之九十以上：硼砂，鉀長石，硬硼酸鹽和硼鈉岩。
為了生產相對純的硼粉，存在於礦物中的氧化硼用鎂或鋁熔劑加熱。 減少產生大約92％純度的元素硼粉末。
純硼可以通過在超過1500℃（2732°F）的溫度下用氫氣進一步還原鹵化硼來製備。
在半導體中使用所需的高純度硼可以通過在高溫下分解乙硼烷並通過區熔或Czolchralski方法生長單晶來製備。
硼的應用
儘管每年開採超過六百萬公噸含硼礦物，但其中絕大部分是作為硼酸鹽如硼酸和氧化硼消耗的，很少轉化為元素硼。 實際上，每年僅消耗約15公噸的元素硼。
硼和硼化合物的使用範圍非常廣泛。 有人估計，各種形式的元素有超過300種不同的最終用途。
五大用途是：
- 玻璃（例如，熱穩定的硼矽酸鹽玻璃）
- 陶瓷（例如瓷磚釉）
- 農業（例如液體肥料中的硼酸）。
- 洗滌劑（如洗衣粉中的過硼酸鈉）
- 漂白劑（例如家用和工業除污劑）
硼冶金應用
雖然金屬硼的用途很少，但該元素在許多冶金應用中具有很高的價值。 通過在與鐵結合時去除碳和其他雜質，添加到鋼中的少量硼（僅百萬分之幾）可使其比平均高強度鋼強四倍。
該元素溶解和去除金屬氧化物膜的能力也使其成為焊接助焊劑的理想選擇。 三氯化硼從熔融金屬中除去氮化物，碳化物和氧化物。 結果，三氯化硼用於製造鋁，鎂，鋅和銅合金。
在粉末冶金學中，金屬硼化物的存在增加了導電性和機械強度。 在黑色金屬產品中，它們的存在增加了耐腐蝕性和硬度，而在用於噴射機架和渦輪機部件的鈦合金中，硼化物增加了機械強度。
通過在鎢絲上沉積氫化物元素而製成的硼纖維是強度高的輕質結構材料，適用於航空航天應用，以及高爾夫球桿和高強度膠帶。
在釹鐵硼磁體中加入硼對風力渦輪機，電動機和各種電子設備中使用的高強度永磁體的功能至關重要。
硼對中子吸收的傾向使其可用於核控制棒，輻射屏蔽和中子探測器。
最後，第三大已知物質 - 碳化硼被用於製造各種裝甲和防彈背心以及磨料和磨損部件。
資料來源：
Chemicool。 硼
網址：http://www.chemicool.com/elements/boron.html
美國地質勘探局。 礦物資訊。 硼
網址：http：//minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/boron/