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            金屬硼化物的合成與應用

            2022-06-21 09:43:16

            由于硼化物具有的阻燃、 耐熱、高硬、高強、耐磨催化節能以及具有質輕等無與倫比的特性,以及在國民經濟和人民生活中的廣泛用途 使硼化物產品開發一直受到各國科學家的關注。


            硼化鋯


            俗名二硼化鋯,分子式 ZrB2 , 分子量 11284.


            硼化鋯的制造方法有 :三氟化硼與鋯反應 ,將二氧化鋯、硼酸和碳放在高溫爐中加熱至 1900 ℃而得 ,將元素硼與氧化鋯在真空下加熱至 1000 ~ 1750 ℃。


            (1)高純的二硼化鋯的制法


            將氣相鹵化物在氮氣中沉積到加熱的鎢襯底上。


            (2)熔融電解法制得的金屬硼化物


            電解池組成物 CaO+CaF2 +2B2 O3 +1/6 ZrO2 ,溫度 1 000 ℃, 產品 ZrB2 純度 99.6%,用熔 融電解法制得ZUi純的硼化物 ZrB2 , 雜質是石墨。 電解池的組成物及少量的金屬或硼 、硼化物中金 屬和硼的比率, 可由電解池中金屬氧化物和氧化 硼的比率來控制 。


            (3)工業合成硼化鋯的方法主要是用氧化鋯還原硼化物的方法,還原劑可有碳或碳化硼 (B4C)。用碳化硼比用碳好因為用碳還原合成硼化鋯作為硼的來源是硼酐不管是采用電弧熔融或是固相反應合成工藝由于硼酐的沸點很低 在 1 000 ℃以上就大量揮發 致 使合成的硼化鋯的化學組成變動很大 并且熔融 法的溫度高 電熔速度析快 會造成石默坩堝對產品的嚴重污染 可能產生大量的副產物碳化鋯。 而用碳化硼作還原劑就可以制備二硼化鋯的單相產物。


            硼化鈦


            俗名二硼化鈦,分子式:TtB2 ,分子量69.52。 二硼化鈦有多種制造方法 ,有金屬鈦和元素硼的直接合成法 ;二氧化鈦和元素硼的熱法;二氧 化鈦和氧化硼加入金屬鎂或金屬鋁 ;硅的鎂 (或 鋁 、硅 )熱法 ;四氯化鈦與三氯化硼加入氫氣的氣 相沉積法;鈦的氧化物與堿(或堿土 )金屬硼酸鹽 和氟酸鹽進行熔融鹽電解法以及碳熱還原法和碳化硼法等。


            碳熱還原是以二氧化鈦和氧化硼加入碳素在 高溫下反應生成硼化鈦;碳化硼法是在碳化硼中 加入二氧化鈦, 在碳素存在下按要求的溫度進行反應制備硼化鈦 。


            六硼化鑭


            分子式 :LaB6 ,分子質量 :203.772。


            硼化鑭可由氯化鑭, 三氧化二硼和碳按一定比例充分混合、加壓成型, 于高溫下燒成, 冷卻 、粉 碎至要求粒度制得。


            硼化鑭用途十分廣泛 ,已成功應用于雷達 、航 空航天 、電子工業、儀器儀表 、醫療器械、家電、冶金 、環保等 20余個軍事和高科技領域 。六硼化鑭系列產品主要包括三種:粉末 、多晶體、單晶體。 特別是六硼化鑭單晶 ,它是制作大功率電子管 、磁 控管、電子束 、離子束 、加速器陰極的ZUi佳材料 。


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