Profilo del metallo: Borone

Il boro è un semicarbonato estremamente duro e resistente al calore che può essere trovato in una varietà di forme ed è ampiamente usato nei composti per rendere tutto da candeggianti e vetro a semiconduttori e fertilizzanti agricoli.

Densità: 2. 08g / cm3

• Punto di fusione: 3769 ° F (2076 ° C)
• Proprietà:
• Atomic Symbol: B
• Punto di ebollizione: 7101 ° F (3927 ° C)
• Durezza di Moh: ~ 9. 5
• Caratteristiche:

Il boro elementare è un semi-metallo allotropico, il che significa che l'elemento stesso può esistere in forme diverse, ognuna con le proprie proprietà fisiche e chimiche.

Inoltre, come altri semi-metalli (o metalloidi), alcune delle proprietà del boro sono di natura metallica mentre altre sono più simili ai non metalli.

Il boro di alta purezza esiste sia come un polvere nera scura amorfa o da un metallo cristallino scuro, lucente e fragile.

Estremamente duro e resistente al calore, il boro è un scarso conduttore di elettricità a basse temperature, ma questo cambia quando le temperature aumentano.

Mentre il boro cristallino è molto stabile e non reattivo con gli acidi, la versione amorfe lentamente ossida nell'aria e può reagire violentemente nell'acido.

In forma cristallina, il boro è il secondo più difficile di tutti gli elementi (dietro solo il carbonio nella sua forma di diamante) e ha una delle temperature di fusione più alte.

Simile al carbonio, per il quale i ricercatori precoce spesso misero l'elemento, il boro forma legami covalenti stabili che rendono difficile l'isolamento.

L'elemento numero cinque ha anche la capacità di assorbire un gran numero di neutroni, rendendolo un materiale ideale per le aste di controllo nucleari.

Recenti ricerche hanno dimostrato che, quando super-raffreddato, il boro forma ancora una struttura atomica totalmente diversa che gli permette di agire come un superconduttore.

La natura enigmatica dell'elemento ha portato Artem Oganox della Stony Brook University a dichiarare che "il boro è un elemento schizofrenico, è un elemento di totale frustrazione."

Non sa cosa vuole fare. terribilmente complicato. "

La storia:

Mentre la scoperta del boro è attribuita a chimici francesi e inglesi che ricercano minerali di borato nei primi anni del XIX secolo, si ritiene che un campione puro dell'elemento non sia stato prodotto fino al 1909.

I minerali del boro (spesso chiamati borati), tuttavia, erano già stati utilizzati dagli esseri umani per secoli. Il primo utilizzo registrato di borato (borato di sodio naturale) è stato dagli orefici arabi che hanno applicato il composto come flusso per purificare l'oro e l'argento nell'VIII secolo dC.

Estratto dai letti di sale del lago tibetano e portato ad ovest attraverso la strada di seta a Babilonia. Alcune prove suggeriscono anche che orafi usassero il flusso di borace già da 4000 anni fa.

Gli smalti delle ceramiche cinesi tra il 3 ° e il 10 ° secolo dC hanno anche dimostrato di utilizzare il composto naturale.

L'invenzione di vetro borosilicato termicamente stabile alla fine del 1800 ha fornito una nuova fonte di domanda di minerali di borato. Utilizzando questa tecnologia, il Corning Glass Works ha introdotto le pentole in vetro Pyrex nel 1915.

Negli anni del dopoguerra, le applicazioni per il boro si sono sviluppate per includere un'ampia gamma di industrie.

Il nitruro di boro ha cominciato ad essere utilizzato in cosmetici giapponesi e, nel 1951, è stato sviluppato un metodo di produzione per le fibre di boro.

I primi reattori nucleari, avviati in linea in questo periodo, hanno anche fatto uso di boro nelle loro aste di controllo.

Infatti, subito dopo il disastro nucleare di Chernobyl nel 1986, 40 tonnellate di composti di boro sono stati scaricati sul reattore per aiutare a controllare il rilascio del radionuclide.

All'inizio degli anni Ottanta, lo sviluppo di magneti permanenti a terra ad alta resistenza creava ulteriormente un grande mercato nuovo per l'elemento. Ogni anno vengono prodotte più di 70 tonnellate di magneti al neodimio-ferro-boro (NdFeB) per l'utilizzo in tutto, dalle auto elettriche alle cuffie.

Alla fine degli anni '90, l'acciaio in boro cominciava ad essere utilizzato in automobili per rafforzare i componenti strutturali, come le barre di sicurezza.

Anche nel ventunesimo secolo, continua l'evoluzione di nuovi usi per il semimetallo. Nel 2004 i ricercatori hanno scoperto che quando super-raffreddato e trattato ad alta pressione, il boro diventa superconduttivo, aprendo nuove possibilità nel campo del supercomputer.

Produzione:

Anche se nella crosta terrestre esistono più di 200 diversi tipi di minerali di borato, solo quattro rappresentano oltre il 90 per cento dell'estrazione commerciale di composti di boro e di boro. Questi includono tincal, kernite, colemanite e ulexite.

Per produrre una forma relativamente pura di polvere di boro, l'ossido di boro presente nel minerale viene riscaldato con fluido di magnesio o di alluminio. La riduzione produce polvere elementare di boro che è puro al 92% circa.

Il boro puro può essere ottenuto riducendo ulteriormente gli alogenuri di boro con idrogeno a temperature superiori a 1500

°

C (2732 ° F). Il boro ad alta purezza, richiesto per l'uso nei semiconduttori, può essere realizzato scomposendo il diborano ad alte temperature e crescendo singoli cristalli mediante fusione di zona o il metodo Czolchralski. Secondo l'USGS, nel 2014 sono state estratte oltre sei milioni di tonnellate di minerali di borato. La più grande fonte di borati è la Turchia, che rappresenta più della metà di tutti i borati minerati ogni anno. L'Eti Maden AS, di proprietà statale della Turchia, gestisce tutti e quattro i paesi delle miniere di boro, in gran parte definite dal colemanite minerale.

Gli Stati Uniti sono la seconda più grande fonte del mondo. Due aziende, US Borax (una consociata interamente di proprietà di Rio Tinto) e Searles Valley Minerals, estrarono il boro da minacce già esistenti in California. La miniera Borax di Rio Tinto a Boron, California, è stata in continuo funzionamento per oltre 140 anni.

Altre fonti minori di minerali di borato vengono estratti in Cina e in Argentina.

Applicazioni:

Mentre ogni anno vengono estratti oltre sei milioni di tonnellate di minerali contenenti borone, la maggior parte di questo viene consumata come sali di borato, come l'acido borico e l'ossido di boro, con poco trasformati in elementali boro. Infatti, solo circa 15 tonnellate di boro elementare vengono consumate ogni anno.

L'ampiezza dell'uso di composti di boro e boro è estremamente ampia. Alcuni stimano che ci siano oltre 300 usi finali diversi dell'elemento nelle sue varie forme.

I cinque principali impieghi sono:

Vetro (per esempio vetro borosilicato termicamente stabile)

Ceramica (smalti per piastrelle)

1. Agricoltura (ad esempio acido borico in concimi liquidi).
2. Detergenti (per esempio il perborato di sodio nel detergente per bucato)
3. Bleaches (per esempio, rimozione di macchie industriali e industriali)
4. Anche se il boro metallico ha pochi usi, l'elemento è molto apprezzato in numerose applicazioni metallurgiche. Rimuovendo carbonio e altre impurità in quanto si lega per la stiratura di una piccola quantità di boro - solo poche parti per milione - aggiunte all'acciaio può rendere quattro volte più forte dell'elica media ad alta resistenza.
5. L'acciaio del boro è ora utilizzato in una varietà di barre di sicurezza, traverse incrociate, e altre parti auto-strutturali.

La capacità dell'elemento di dissolvere e rimuovere il film di ossido di metallo lo rende inoltre ideale per saldare i flussi. Il tricloruro di boro elimina le nitruro, i carburi e l'ossido di metallo fuso. E, di conseguenza, questo viene utilizzato per la realizzazione di leghe di alluminio, magnesio, zinco e rame.

Nella metallurgia della polvere, la presenza di boridi metallici aumenta la conducibilità e la resistenza meccanica. Nei prodotti di ferro, la loro esistenza aumenta la resistenza alla corrosione e la durezza, mentre nelle leghe di titanio utilizzate in cornici a getto e in parti di turbine i boridi aumentano la resistenza meccanica.

Le fibre di boro, realizzate depositando l'elemento idruro su filo di tungsteno, sono materiali strutturali robusti e leggeri adatti all'utilizzo in applicazioni aerospaziali, come campi da golf e nastro ad alta resistenza.

L'inclusione di boro nel magnete NdFeB è fondamentale per la funzione di magneti permanenti ad alta resistenza utilizzati in turbine eoliche, motori elettrici e una vasta gamma di elettronica.

La tendenza del Borone verso l'assorbimento del neutrone permette di essere utilizzata nelle aste di controllo nucleare, negli scudi di radiazione e nei rivelatori di neutroni.

Infine, il carburo di boro, la terza sostanza più conosciuta, viene impiegata nella fabbricazione di vari armature, gambali protettivi, abrasivi e parti di usura.

Fonti:

Chemicool. Borone

_{URL: // www. chemicool. com / elementi / boro. html}

_{USGS. Informazioni sui minerali. Borone
URL: // minerali. USGS. gov / minerali / pubs / commodity / boron /
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