硼酸铝晶须 :化合物

更新时间:2024-09-21 03:01

硼酸铝晶须,一种非金属晶须。n根据制不同而改变。(1)在1000~1400℃温度,使水蒸气通过气态的氟化铝和氧化硼的混合物产生4Al2臭氧·B2O3晶须;(2)将氢氧化铝和氧化硼的混合物加热熔融生成硼酸铝晶须。按液相方法产生的硼酸铝晶须,化学式3Al2O3·B2O3或9Al2O3·B2O3;(3)将氧化铝硼砂氯化锂的混合的回执至1200℃,制得2.5Al2O3·B2O3晶须;(4)将氧化铝,四硼酸钠和氧化硼的混合物回执至1400℃,可制得4.8Al2O3·B2O3晶须;(5)将一种铝的氧化物,含铝的硫酸盐和硼的氧化物混合,并以碱金属硫酸盐为助熔剂,加热至900~1200℃,可制得化学组成为9Al2O3·B2O3的硼酸铝晶须具有优良的力学性能,拉伸强度8000MPa,模量400GPa,密度2.95g/cm3化学稳定性和吸收中子的能力强,为热和电的非导体。可作为热塑性树脂,热固性树脂,玻璃,金属和水泥的增强体。

合成方法

1.硼酸铝晶须的制备方法主要有气相法、熔融法、助融法等。熔融法是将氧化铝硼酸或氧化硼混合,在2100℃下熔融,然后冷却,成长为晶须。气相法是在1000~1400℃下,将水蒸气通入到气体状态的氟化铝和氧化硼中,得到硼酸铝晶须。熔融法是将氧化铝与氧化硼在1200~1400℃下反应,氧化硼同时起助熔剂的作用,最终得到硼酸铝晶须。该法只能得到大尺寸的晶须。由于氧化硼同时起助熔剂作用,使生成的晶须熔解,吸收率降低。或者在氧化铝和氧化硼中加入助熔剂(如碱金属氯化物硫酸盐碳酸根),在1000~1200℃下成长为晶须。反应后,用水处理,除去助熔剂,分离出晶须。水热法是先制备硼酸铝凝胶,再对凝胶进行水热处理,制得硼酸铝晶须。

2.熔融法 氧化铝硼酸或氧化硼混合,在2100℃下熔融,然后冷却,成长为晶须。

3.气相法 在1000~1400℃下,将水蒸气通入到气体状态的氟化铝和氧化硼中,得到硼酸铝晶须。该法不易操作。

4.内部熔融法 将氧化铝或者在高温下生成氧化铝的化合物与氧化硼在1200~1400℃下反应,氧化硼同时起助熔剂的作用。最终得到硼酸铝晶须。该法只能得到大尺寸的晶须。并且,由于氧化硼同时起助熔剂作用,使生成的晶须熔解,收率降低。

5.外部熔融法 1000℃以上,在氧化铝和产生氧化硼的原料中加入与反应无关的助熔剂(如碱金属氯化物硫酸盐碳酸根)。在1000~11200℃下,成长为晶须。反应后,用水处理,除去助熔剂,分离出晶须。反应温度为800~1000℃时,得到硼酸铝晶须。

6.以三碱硫酸铝[M3Al(SO4)3](M为碱金属)与硼的氧化物含氧酸或碱金属硼酸盐为原料,以铝和硼的摩尔比为6∶4~9∶2进行混合,该混合物在700~1200℃范围内反应,得到硼酸铝晶须。

用途

1.硼酸铝晶须性能稳定、机械性能优越、可适用性大。可作为塑料、金属和陶瓷等的补强材料,用于航天、航空、建材、汽车等领域。用作增强材料时,对模具磨损小,对微小复杂形状的塑料制品的增强作用更明显,当达到30%(重量)含量时,机械强度可增强1倍以上,而拉伸弹性模量可增大两倍以上。用作轻金属的增强材料,拉伸强度可增强3倍以上。硼酸铝晶须还可用于耐火阻燃涂层、催化剂基体材料、电子材料及电磁波屏蔽材料。硼酸铝晶须对中子的吸收能力强,防止因核变反应引起的中子辐射。

2.可用作塑料、金属和陶瓷等的补强材料。作为塑料补强剂使用时,与玻璃纤维相比,对微小、复杂形状的塑料成型品可以起到补强作用,赋予制品等方向性。亦可作聚碳酸树脂的补强材料。

编号系统

CAS号:61279-70-7

MDL号:

EINECS号:

RTECS号:

BRN号:

PubChem号:

物性数据

1.性状:极微细的单结晶。组成式为xAl2O3·yB2O3。常有三种形态的化合物:9Al2臭氧·2B2O3,2Al2O3·B2O3,Al2O3·B2O3。Al2O3·B2O3存在于天然矿物中。工业晶须为9Al2O3·2B2O3。白色粉末。

计算化学数据

1.疏水参数计算参考值(XlogP):无

2.氢键供体数量:0

3.氢键受体数量:2

4.可旋转化学键数量:0

5.互变异构体数量:无

6.拓扑分子极性表面积26.3

7.重原子数量:4

8.表面电荷:0

9.复杂度:20

10.同位素原子数量:0

11.确定原子立构中心数量:0

12.不确定原子立构中心数量:0

13.确定化学键立构中心数量:0

14.不确定化学键立构中心数量:0

15.共价键单元数量:1

性质与稳定性

密度为2.93g/cm3,熔点为1440~1460℃,耐热温度1200℃,莫氏硬度为7,拉伸强度为7.84GPa,拉伸弹性模量为392GPa。具有高的弹性率,良好的机械强度、耐热性、耐化学药品性、耐酸性(在1mol/L盐酸中、70℃下稳定)、电绝缘性和中子吸收性能。硼酸铝晶须具备高于钛酸钾晶须的弹性率和强度。

参考资料

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