硼酸及硼化物是一种重要的化工原料,硼酸有着介于金属和非金属的性质,硼酸及其硼化物具有阻燃、耐热、高硬、高强、耐磨、催化以及质量轻等物理化学特性,已经成为绝缘材料、玻璃纤维、陶瓷、洗涤剂、农药、阻燃剂等的重要组成部分;随着科学的进步,硼及其硼化物资源的重要性将会日益俱增。

自然界中没有游离态的硼单独存在。硼是地壳中分布广但非常分散的化学元素,也是地壳中最重要的元素之一。在自然中硼的同位素有10B和11B。由于硼酸及硼化合物的特殊功能,如质轻、阻燃、耐热、高硬、高强、耐磨及催化性质,在现代科学技术中,发挥了重要作用。他们已经由原来的原料角色登上了材料工业的舞台,在国民经济部门中有着广泛的应用。

1.硼酸及硼化物在农业上的应用

       硼是植物生长的微量元素肥料,直接关系到糖类的转化、新陈代谢、花粉孕育能力及抗病能力。施用硼酸肥料后的作物可增产10%~15%。硼酸肥料对棉花、果树等经济生产尤为重要,如果土壤缺硼,农作物将发生“蕾而不花癥”,即花蕾不开花不结桃,造成减产,严重时会造成绝产。硼酸肥料对油菜籽、甜菜、柑橘、苹果、小麦等各种农业作物均有明显的增产作用。

另外,硼砂可作除草剂,三氧化硼作烟熏剂,五硼酸钠可作杀菌剂。

2.硼酸及硼化物在医药上的应用

       硼砂、硼酸是外用药,可用于止痛和消毒,用于止痛和消毒剂中,如中国古代用天然硼砂制“冰硼散”是口腔溃疡良药。硼氢化物用于维生素和激素的生产,硼酸按、硼酒石酸等都是生产医药的重要原料。

3.硼酸及硼化物在电子工业上的应用

        硼化锆可作电极及电视机壳,磷化硼可做热敏元件及二极管,硼化钛可做发射元件。六硼化金用作新型阴发射材料。二硼化镁可作超导材料。碳化硼可作原子能反应炉的控制棒材料核聚变炉的炉衬壁硼酸和硼酸钙用于生产无碱玻璃纤维,是发电机组的绝缘材料。

4.硼酸及硼化物在机电工业上的应用

       碳化硼是金属切削刀具的重要成分,钢材渗确能提高表面硬度,是制造超硬材料的重要添加剂;碳化硼可作抛光膏,氮化硼可作耐高温喷嘴高温润滑和脱膜剂、氮硼酸铵是铝铜焊药。某些硼化物是绝缘保护膜。

5.硼及硼化物在轻工纺织和日用化工上的应用

       硼酸作为杀菌剂用于硼酸皂的生产,过硼酸钠作洗涤剂组成,可提高的织物的洁白度和光泽度,也用于织物漂白。硼砂是高级香料的原料,硼酸、硼酸锌可用于防火纤维的绝缘材料和阻燃剂,还可用做漂洗剂、媒染剂、后整理剂。偏硼酸钠用于织物施浆。

6.硼及硼化物在玻璃糖瓷陶瓷业上的应用

        在光学玻璃、玻璃仪器及耐热玻璃中加入硼砂或氧化硼组分、可以改善玻璃的热膨胀性,提高耐温、施压性能及透光度,同时可缩短融化时间。钠硼硅玻璃就有耐温、耐压性能。硼酸盐是有机合成工业的重要材料。硼砂、硼酸、偏硼酸钡、硼酸铝、磷酸硼、硼酸钙、硼酸锂等是搪瓷、陶瓷釉料的重要组分,它们可使搪瓷中具有极好的耐热耐磨性,可增强光泽,提高洁白度、坚固性。在砖墙、地板砖用硼硅釉料中,三氧化二硼占21%,日用陶瓷、卫生糖瓷釉料都必须加入硼化物;硼化钛是金属陶瓷的重要组分。

7.硼酸及硼化物在冶金工业上的应用

       硼化物是冶金工业的添加剂、助熔剂,也是硼钛、硼钢的原料。硼化铁、硼化锂、硼化镍可使金属材料硬度大、耐磨性好、耐热。硼砂作焊药可防止气焊时金属表面氧化。过硼酸钠是镀镍电解液的组分,可防止镀层气泡产生,提高镀件光亮度。硼化钛硬质合金阴极具有良好的导电性。

8.硼酸及硼化物在核工业和高新技术上的应用

       六硼化钙可用作高温核反应器中子吸收材料,又是火箭材料的包装物。单质硼、乙硼烷、戊硼烷、十硼烷都是极好的高能燃料。硼也可用于核反应堆防护控制。

9.硼酸及其硼化物在金属材料中的应用

        硼是金属材料领域中应用非常广泛的一种元素,俗称硼是金属材料的维他命。硼酸加入合金钢中能显著地提高钢材的淬透性,微量的硼酸对耐热钢材有提高高温度强度和蠕变性能的作用,硼酸加入不锈钢和耐热钢中可以改善热加工性能,硼酸加入结构钢中可以代替一些稀有贵金属。使得其使用寿命不低于铭钢。在铸铁中加入硼酸可以提高其力学性能,从而达到降低成本并增加耐磨性能的目的。添加适量的硼酸可以使高铭铸铁的碳化物细化,并增加其淬透性能。让高铭铸铁的硬度和韧性同时提高并增加其耐磨性。

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