一看半金属硼
硼是一种非常坚硬和耐热的半金属，可以以各种形式被发现，并被广泛用于制造从漂白剂，玻璃到半导体和农业肥料的各种材料。
硼的性质是：
- 原子符号：B
- 原子序数：5
- 元素分类：准金属
- 密度：2.08g / cm3
- 熔点：3769 F（2076 C）
- 沸点：7101 F（3927 C）
- 莫氏硬度：〜9.5
硼的特性
元素硼是同素异形的半金属，这意味着元素本身可以以不同的形式存在，每种形式都有其自身的物理和化学性质。 此外，像其他半金属（或类金属）一样，硼的一些性质是金属性的，而另一些更类似于非金属。
高纯度硼存在于无定形的深棕色至黑色粉末中，或以黑色，有光泽和脆性的结晶金属存在。
硼在极低温度下是一种不良的电导体，但随着温度的升高，它会发生变化。 虽然结晶硼非常稳定并且不与酸反应，但无定形氧在空气中缓慢氧化，并可在酸中剧烈反应。
在晶体形式中，硼是所有元素中第二最硬的（仅在其钻石形式的碳之后），并且具有最高的熔体温度之一。 与早期研究人员经常误认为元素的碳类似，硼形成稳定的共价键，使其难以分离。
元素五还具有吸收大量中子的能力，使其成为核控制棒的理想材料。
最近的研究表明，当超冷却时，硼形成了完全不同的原子结构，使其能够充当超导体。
硼的历史
虽然硼的发现归因于19世纪早期由法国和英国化学家研究硼酸盐矿物，但人们相信纯元素的样品直到1909年才生产出来。
然而，硼矿物（通常称为硼酸盐）已经被人类使用了几个世纪。 第一次记录的使用硼砂（天然存在的硼酸钠）是由阿拉伯金匠在公元8世纪使用该化合物作为助熔剂来净化金和 银
从公元3到10世纪的中国陶瓷釉也被证明可以利用天然化合物。
硼的现代用途
19世纪末发明的热稳定硼硅酸盐玻璃为硼酸盐矿物提供了新的需求来源。 康宁玻璃工厂利用这项技术于1915年推出了Pyrex玻璃炊具。
在战后的几年里，硼的申请增加了越来越多的行业。 氮化硼开始在日本化妆品中使用，并且在1951年开发了硼纤维的生产方法。 第一批在此期间上线的核反应堆也在其控制棒中使用了硼。
1986年切尔诺贝利核灾难发生后，为了控制放射性核素的释放，将40吨硼化合物倾倒在反应堆上。
在二十世纪八十年代初期，高强度永久性稀土磁体的开发进一步为该元件创造了一个巨大的新市场。
现在每年生产超过70公吨的钕铁硼（NdFeB）磁体，用于电动汽车和耳机等各种用途。
在二十世纪九十年代后期，硼钢开始用于汽车，以加强结构部件，如安全条。
硼的生产
虽然地壳中存在超过200种不同类型的硼酸盐矿物，但仅有四种占商业提取硼和硼化合物的百分之九十以上：硼砂，钾长石，硬硼酸盐和硼钠岩。
为了生产相对纯的硼粉，存在于矿物中的氧化硼用镁或铝熔剂加热。 减少产生大约92％纯度的元素硼粉末。
纯硼可以通过在超过1500℃（2732°F）的温度下用氢气进一步还原卤化硼来制备。
在半导体中使用所需的高纯度硼可以通过在高温下分解乙硼烷并通过区熔或Czolchralski方法生长单晶来制备。
硼的应用
尽管每年开采超过六百万公吨含硼矿物，但其中绝大部分是作为硼酸盐如硼酸和氧化硼消耗的，很少转化为元素硼。 实际上，每年仅消耗约15公吨的元素硼。
硼和硼化合物的使用范围非常广泛。 有人估计，各种形式的元素有超过300种不同的最终用途。
五大用途是：
- 玻璃（例如，热稳定的硼硅酸盐玻璃）
- 陶瓷（例如瓷砖釉）
- 农业（例如液体肥料中的硼酸）。
- 洗涤剂（如洗衣粉中的过硼酸钠）
- 漂白剂（例如家用和工业除污剂）
硼冶金应用
虽然金属硼的用途很少，但该元素在许多冶金应用中具有很高的价值。 通过在与铁结合时去除碳和其他杂质，添加到钢中的少量硼（仅百万分之几）可使其比平均高强度钢强四倍。
该元素溶解和去除金属氧化物膜的能力也使其成为焊接助焊剂的理想选择。 三氯化硼从熔融金属中除去氮化物，碳化物和氧化物。 结果，三氯化硼用于制造铝，镁，锌和铜合金。
在粉末冶金学中，金属硼化物的存在增加了导电性和机械强度。 在黑色金属产品中，它们的存在增加了耐腐蚀性和硬度，而在用于喷射机架和涡轮机部件的钛合金中，硼化物增加了机械强度。
通过在钨丝上沉积氢化物元素而制成的硼纤维是强度高的轻质结构材料，适用于航空航天应用，以及高尔夫球杆和高强度胶带。
在钕铁硼磁体中加入硼对风力涡轮机，电动机和各种电子设备中使用的高强度永磁体的功能至关重要。
硼对中子吸收的倾向使其可用于核控制棒，辐射屏蔽和中子探测器。
最后，第三大已知物质 - 碳化硼被用于制造各种装甲和防弹背心以及磨料和磨损部件。
资料来源：
Chemicool。 硼
网址：http://www.chemicool.com/elements/boron.html
美国地质勘探局。 矿物资讯。 硼
网址：http：//minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/boron/