硼酸鋁晶須

硼酸鋁晶須

一種非金屬晶須。n根據制不同而改變。(1)在1000~1400℃溫度,使水蒸氣通過氣態的氟化鋁和氧化硼的混合物產生4Al2O3·B2O3晶須;(2)將氫氧化鋁和氧化硼的混合物加熱熔融生成硼酸鋁晶須。按液相方法產生的硼酸鋁晶須,化學式3Al2O3·B2O3或9Al2O3·B2O3;(3)將氧化鋁、四硼酸鈉和氯化鋰的混合的回執至1200℃,製得2.5Al2O3·B2O3晶須;(4)將氧化鋁,四硼酸鈉和氧化硼的混合物回執至1400℃,可製得4.8Al2O3·B2O3晶須;(5)將一種鋁的氧化物,含鋁的硫酸鹽和硼的氧化物混合,並以鹼金屬硫酸鹽為助熔劑,加熱至900~1200℃,可製得化學組成為9Al2O3·B2O3的硼酸鋁晶須具有優良的力學性能,拉伸強度8000MPa,模量400GPa,密度2.95g/cm3化學穩定性和吸收中子的能力強,為熱和電的非導體。可作為熱塑性樹脂,熱固性樹脂,玻璃,金屬和水泥的增強體。

性質與穩定性

密度為2.93g/cm3,熔點為1440~1460℃,耐熱溫度1200℃,莫氏硬度為7,拉伸強度為7.84GPa,拉伸彈性模量為392GPa。具有高的彈性率,良好的機械強度、耐熱性、耐化學藥品性、耐酸性(在1mol/L鹽酸中、70℃下穩定)、電絕緣性和中子吸收性能。硼酸鋁晶須具備高於鈦酸鉀晶須的彈性率和強度。

合成方法

1.硼酸鋁晶須的製備方法主要有氣相法、熔融法、助融法等。熔融法是將氧化鋁和硼酸或氧化硼混合,在2100℃下熔融,然後冷卻,成長為晶須。氣相法是在1000~1400℃下,將水蒸氣通入到氣體狀態的氟化鋁和氧化硼中,得到硼酸鋁晶須。 熔融法是將氧化鋁與氧化硼在1200~1400℃下反應,氧化硼同時起助熔劑的作用,最終得到硼酸鋁晶須。該法只能得到大尺寸的晶須。由於氧化硼同時起助熔劑作用,使生成的晶須熔解,吸收率降低。或者在氧化鋁和氧化硼中加入助熔劑(如鹼金屬氯化物、硫酸鹽或碳酸鹽),在1000~1200℃下成長為晶須。反應後,用水處理,除去助熔劑,分離出晶須。水熱法是先製備硼酸鋁凝膠,再對凝膠進行水熱處理,製得硼酸鋁晶須。

2.熔融法 氧化鋁和硼酸或氧化硼混合,在2100℃下熔融,然後冷卻,成長為晶須。

3.氣相法 在1000~1400℃下,將水蒸氣通入到氣體狀態的氟化鋁和氧化硼中,得到硼酸鋁晶須。該法不易操作。

4.內部熔融法 將氧化鋁或者在高溫下生成氧化鋁的化合物與氧化硼在1200~1400℃下反應,氧化硼同時起助熔劑的作用。最終得到硼酸鋁晶須。該法只能得到大尺寸的晶須。並且,由於氧化硼同時起助熔劑作用,使生成的晶須熔解,收率降低。

5.外部熔融法 1000℃以上,在氧化鋁和產生氧化硼的原料中加入與反應無關的助熔劑(如鹼金屬氯化物、硫酸鹽或碳酸鹽)。在1000~11200℃下,成長為晶須。反應後,用水處理,除去助熔劑,分離出晶須。反應溫度為800~1000℃時,得到硼酸鋁晶須。

6.以三鹼硫酸鋁[M3Al(SO4)3](M為鹼金屬)與硼的氧化物、含氧酸或鹼金屬硼酸鹽為原料,以鋁和硼的摩爾比為6∶4~9∶2進行混合,該混合物在700~1200℃範圍內反應,得到硼酸鋁晶須。

用途

1.硼酸鋁晶須性能穩定、機械性能優越、可適用性大。可作為塑膠、金屬和陶瓷等的補強材料,用於航天、航空、建材、汽車等領域。用作增強材料時,對模具磨損小,對微小複雜形狀的塑膠製品的增強作用更明顯,當達到30%(重量)含量時,機械強度可增強1倍以上,而拉伸彈性模量可增大兩倍以上。用作輕金屬的增強材料,拉伸強度可增強3倍以上。硼酸鋁晶須還可用於耐火阻燃塗層、催化劑基體材料、電子材料及電磁波禁止材料。硼酸鋁晶須對中子的吸收能力強, 防止因核變反應引起的中子輻射。

2.可用作塑膠、金屬和陶瓷等的補強材料。作為塑膠補強劑使用時,與玻璃纖維相比,對微小、複雜形狀的塑膠成型品可以起到補強作用,賦予製品等方向性。亦可作聚碳酸酯樹脂的補強材料。

編號系統

CAS號:61279-70-7

MDL號:

EINECS號:

RTECS號:

BRN號:

PubChem號:

物性數據

1.性狀:極微細的單結晶。組成式為xAl2O3·yB2O3。常有三種形態的化合物:9Al2O3·2B2O3,2Al2O3·B2O3,Al2O3·B2O3。Al2O3·B2O3存在於天然礦物中。工業晶須為9Al2O3·2B2O3。白色粉末。

計算化學數據

1.疏水參數計算參考值(XlogP):無

2.氫鍵供體數量:0

3.氫鍵受體數量:2

4.可鏇轉化學鍵數量:0

5.互變異構體數量:無

6.拓撲分子極性表面積26.3

7.重原子數量:4

8.表面電荷:0

9.複雜度:20

10.同位素原子數量:0

11.確定原子立構中心數量:0

12.不確定原子立構中心數量:0

13.確定化學鍵立構中心數量:0

14.不確定化學鍵立構中心數量:0

15.共價鍵單元數量:1

性質與穩定性

密度為2.93g/cm3,熔點為1440~1460℃,耐熱溫度1200℃,莫氏硬度為7,拉伸強度為7.84GPa,拉伸彈性模量為392GPa。具有高的彈性率,良好的機械強度、耐熱性、耐化學藥品性、耐酸性(在1mol/L鹽酸中、70℃下穩定)、電絕緣性和中子吸收性能。硼酸鋁晶須具備高於鈦酸鉀晶須的彈性率和強度。

合成方法

1.硼酸鋁晶須的製備方法主要有氣相法、熔融法、助融法等。熔融法是將氧化鋁和硼酸或氧化硼混合,在2100℃下熔融,然後冷卻,成長為晶須。氣相法是在1000~1400℃下,將水蒸氣通入到氣體狀態的氟化鋁和氧化硼中,得到硼酸鋁晶須。 熔融法是將氧化鋁與氧化硼在1200~1400℃下反應,氧化硼同時起助熔劑的作用,最終得到硼酸鋁晶須。該法只能得到大尺寸的晶須。由於氧化硼同時起助熔劑作用,使生成的晶須熔解,吸收率降低。或者在氧化鋁和氧化硼中加入助熔劑(如鹼金屬氯化物、硫酸鹽或碳酸鹽),在1000~1200℃下成長為晶須。反應後,用水處理,除去助熔劑,分離出晶須。水熱法是先製備硼酸鋁凝膠,再對凝膠進行水熱處理,製得硼酸鋁晶須。

2.熔融法 氧化鋁和硼酸或氧化硼混合,在2100℃下熔融,然後冷卻,成長為晶須。

3.氣相法 在1000~1400℃下,將水蒸氣通入到氣體狀態的氟化鋁和氧化硼中,得到硼酸鋁晶須。該法不易操作。

4.內部熔融法 將氧化鋁或者在高溫下生成氧化鋁的化合物與氧化硼在1200~1400℃下反應,氧化硼同時起助熔劑的作用。最終得到硼酸鋁晶須。該法只能得到大尺寸的晶須。並且,由於氧化硼同時起助熔劑作用,使生成的晶須熔解,收率降低。

5.外部熔融法 1000℃以上,在氧化鋁和產生氧化硼的原料中加入與反應無關的助熔劑(如鹼金屬氯化物、硫酸鹽或碳酸鹽)。在1000~11200℃下,成長為晶須。反應後,用水處理,除去助熔劑,分離出晶須。反應溫度為800~1000℃時,得到硼酸鋁晶須。

6.以三鹼硫酸鋁[M3Al(SO4)3](M為鹼金屬)與硼的氧化物、含氧酸或鹼金屬硼酸鹽為原料,以鋁和硼的摩爾比為6∶4~9∶2進行混合,該混合物在700~1200℃範圍內反應,得到硼酸鋁晶須。

用途

1.硼酸鋁晶須性能穩定、機械性能優越、可適用性大。可作為塑膠、金屬和陶瓷等的補強材料,用於航天、航空、建材、汽車等領域。用作增強材料時,對模具磨損小,對微小複雜形狀的塑膠製品的增強作用更明顯,當達到30%(重量)含量時,機械強度可增強1倍以上,而拉伸彈性模量可增大兩倍以上。用作輕金屬的增強材料,拉伸強度可增強3倍以上。硼酸鋁晶須還可用於耐火阻燃塗層、催化劑基體材料、電子材料及電磁波禁止材料。硼酸鋁晶須對中子的吸收能力強, 防止因核變反應引起的中子輻射。

2.可用作塑膠、金屬和陶瓷等的補強材料。作為塑膠補強劑使用時,與玻璃纖維相比,對微小、複雜形狀的塑膠成型品可以起到補強作用,賦予製品等方向性。亦可作聚碳酸酯樹脂的補強材料。

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