淺談硼及硼化物的應用

摘 要：硼及硼化物是一種重要的化工原料，硼有著介于金屬和非金屬的性質，硼化物具有阻燃、耐熱、高硬、高強、耐磨、催化以及質量輕等物理化學特性，已經成為絕緣材料、玻璃纖維、陶瓷、洗滌劑、農藥、阻燃劑等的重要組成部分；隨著科學的進步，硼及其硼化物資源的重要性將會日益俱增。

關鍵詞：硼；硼化物；材料

自然界中沒有游離態的硼單獨存在。硼是地殼中分布廣但非常分散的化學元素，也是地殼中最重要的元素之一。在自然中硼的同位素有10B和11B。由于硼及硼化合物的特殊功能，如質輕、阻燃、耐熱、高硬、高強、耐磨及催化性質，在現代科學技術中，發揮了重要作用。他們已經由原來的原料角色登上了材料工業的舞臺，在國民經濟部門中有著廣泛的應用。

1.硼及硼化物在農業上的應用

硼是植物生長的微量元素肥料，直接關系到糖類的轉化、新陳代謝、花粉孕育能力及抗病能力。施用硼肥后的作物可增產10%～15%。硼對棉花、果樹等經濟生產尤為重要，如果土壤缺硼，農作物將發生“蕾而不花癥”，即花蕾不開花不結桃，造成減產，嚴重時會造成絕產。硼對油菜籽、甜菜、柑橘、蘋果、小麥等各種農業作物均有明顯的增產作用。

另外，硼砂可作除草劑，三氟化硼作煙熏劑，五硼酸鈉可作殺菌劑。

2.硼及硼化物在醫藥上的應用

硼砂、硼酸是外用藥，可用于止痛和消毒，用于止痛和消毒劑中，如中國古代用天然硼砂制“冰硼散”是口腔潰瘍良藥。硼氫化物用于維生素和激素的生產，硼酸銨、硼酒石酸等都是生產醫藥的重要原料。

3.硼及硼化物在電子工業上的應用

硼化鋯可作電極及電視機殼，磷化硼可做熱敏元件及二極管，硼化鈦可做發射元件。六硼化金用作新型陰發射材料。二硼化鎂可作超導材料。碳化硼 可作原子能反應爐的控制棒材料核聚變爐的爐襯壁，硼酸和硼酸鈣用于生產無堿玻璃纖維，是發電機組的絕緣材料。

4.硼及硼化物在機電工業上的應用

碳化硼是金屬切削刀具的重要成分，鋼材滲硼能提高表面硬度，是制造超硬材料的重要添加劑；碳化硼可作拋光膏，氮化硼可作耐高溫噴嘴高溫潤滑和脫膜劑、氮硼酸銨是鋁銅焊藥。某些硼化物是絕緣保護膜。

5.硼及硼化物在輕工紡織和日用化工上的應用

硼酸作為殺菌劑用于硼酸皂的生產，過硼酸鈉作洗滌劑組成，可提高的織物的潔白度和光澤度，也用于織物漂白。硼砂是高級香料的原料，硼酸、硼酸鋅可用于防火纖維的絕緣材料和阻燃劑，還可用做漂洗劑、媒染劑、后整理劑。偏硼酸鈉用于織物施漿。

6.硼及硼化物在玻璃搪瓷陶瓷業上的應用

在光學玻璃、玻璃儀器及耐熱玻璃中加入硼砂或氧化硼組分、可以改善玻璃的熱膨脹性，提高耐溫、施壓性能及透光度，同時可縮短融化時間。鈉硼硅玻璃就有耐溫、耐壓性能。硼酸鹽是有機合成工業的重要材料。硼砂、硼酸、偏硼酸鋇、硼酸鋁、磷酸硼、硼酸鈣、硼酸鋰等是搪瓷、陶瓷釉料的重要組分，它們可使搪瓷中具有極好的耐熱耐磨性，可增強光澤，提高潔白度、堅固性。在磚墻、地板磚用硼硅釉料中，三氧化二硼占21%，日用陶瓷、衛生搪瓷釉料都必須加入硼化物；硼化鈦是金屬陶瓷的重要組分。

7.硼及硼化物在冶金工業上的應用

硼化物是冶金工業的添加劑、助熔劑，也是硼鈦、硼鋼的原料。硼化鐵、硼化鋰、硼化鎳可使金屬材料硬度大、耐磨性好、耐熱。硼砂作焊藥可防止氣焊時金屬表面氧化。過硼酸鈉是鍍鎳電解液的組分，可防止鍍層氣泡產生，提高鍍件光亮度。硼化鈦硬質合金陰極具有良好的導電性。

8.硼及硼化物在核工業和高新技術上的應用

六硼化鈣可用作高溫核反應器中子吸收材料，又是火箭材料的包裝物。單質硼、乙硼烷、戊硼烷、十硼烷都是極好的高能燃料。硼也可用于核反應堆防護控制。

9.硼及其硼化物在金屬材料中的應用

硼是金屬材料領域中應用非常廣泛的一種元素，俗稱硼是金屬材料的維他命。硼加入合金鋼中能顯著地提高鋼材的淬透性，微量的硼對耐熱鋼材有提高高溫度強度和蠕變性能的作用，加入不銹鋼和耐熱鋼中可以改善熱加工性能，硼加入結構鋼中可以代替一些稀有貴金屬。使得其使用壽命不低于鉻鋼。在鑄鐵中加入硼可以提高其力學性能，從而達到降低成本并增加耐磨性能的目的。添加適量的硼可以使高鉻鑄鐵的碳化物細化，并增加其淬透性能。讓高鉻鑄鐵的硬度和韌性同時提高并增加其耐磨性。

10.結語

我國硼工業處于較晚的發展階段，技術水平低，主要是以硼工業粗加工為主，經濟效益低。為適應我國工業發展的需要，我國應結合自身的資源及市場需要等特點，研究新的硼礦工藝技術，進而開發出較好的硼精細化工產品及硼高新材料等高附加值產品，以促進工業經濟的蓬勃發展。