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Trioxyde de boreest une substance inorganique de formule chimique B2O3, CAS 1303-86-2. C'est un cristal ou une poudre vitreux incolore. Il est dur et croustillant, avec une surface grasse et insipide. Il est thermiquement stable. Il n'est pas réduit par le carbone à la chaleur blanche, mais les métaux alcalins, le magnésium et l'aluminium peuvent le réduire en bore monomère. À environ 600 degrés, il devient un liquide très visqueux. L'anhydride borique peut absorber fortement l'eau dans l'air pour former de l'acide borique soluble dans l'acide, l'éthanol et l'eau chaude et légèrement soluble dans l'eau froide. il peut se combiner avec plusieurs oxydes métalliques pour former du verre au bore avec une couleur caractéristique. Il peut être totalement miscible avec les oxydes de métaux alcalins, de cuivre, d’argent, de plomb, d’arsenic, d’antimoine et de bismuth. Cristallin, il absorbe très facilement l'eau et devient trouble après absorption de l'humidité. Il peut également être dissous dans l'alcool. Lorsque la température est basse, les cristaux peuvent être obtenus par déshydratation du H3BO3. Le cristal contient des unités structurelles tétraédriques bo4, avec une densité de 1,805 g/cm et un point de fusion de 450 degrés. L'épaisseur du verre qui est de 1,795 g/cm, qui se ramollit progressivement lorsque la température augmente et devient liquide lorsqu'elle atteint la température élevée au rouge, avec un point d'ébullition de 1 500 degrés. Le bore est également directement combiné avec l'oxygène pour obtenir du B2O3. Il est largement utilisé comme flux pour la décomposition des silicates, dopant pour les matériaux semi-conducteurs, catalyseur acide en synthèse organique, additif ignifuge pour les peintures et matière première pour la préparation du bore élémentaire et de divers borures.
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Formule chimique |
B2O3 |
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Masse exacte |
70 |
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Poids moléculaire |
70 |
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m/z |
70 (100.0%), 69 (49.7%), 68 (6.2%) |
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Analyse élémentaire |
B, 31.06; O, 68.94 |
Trioxyde de boreest utilisé comme verre optique en raison de sa forme structurelle unique. Le principe structurel est ce vitreux qui (g-b2o3) est susceptible d'être une structure de réseau formée par la connexion ordonnée de nombreuses unités triangulaires BO3 via des atomes d'oxygène partagés, dans laquelle la phase oxygène bore à six -anneau à chaînons b3o3 est dominante. L'atome de bore est à trois coordonnées dans le cycle à six -chaînons, et l'atome d'oxygène est à deux coordonnées. Le verre se ramollit à 325-450 degrés C et sa densité change avec le chauffage. Lorsqu'il est chauffé, le degré de désordre dans la structure de l'oxyde de bore du verre augmente. Lorsque la température dépasse 450 degrés C, une base polaire -b=o sera générée.
Lorsque la température est supérieure à 1000 degrés C, la vapeur est composée d'un monomère B2O3 et sa structure est angulaire o=b-o-b=o. L'oxyde de bore hexagonal ordinaire peut être formé par cristallisation d'un liquide dans la plage de 200-250 degrés C sous pression normale (- B2O3), dont la structure est presque entièrement constituée d'unités BO3 triangulaires. À 22 000 ATM et 400 degrés C, - Transformation du B2O3 en cristal monoclinique de type haute température et haute -pression - B2O3. Le processus de transformation est similaire à celui du quartz en coésite sous haute pression. En outre, le - B2O3 peut également être obtenu en cristallisant un liquide à 40 000 ATM, et à 600 degrés C . - B2O3 a un module d'épaisseur élevé (k=180 GPA). G-b2o3 et - La dureté Vickers du B2O3 est respectivement de 1,5 gpa et 16 gpa.
Le verre comme l'oxyde de bore (g-B2O3) est probablement une structure de réseau composée de nombreuses unités triangulaires BO3 connectées de manière ordonnée via des atomes d'oxygène partagés, avec un anneau hexagonal B3O3 dominé par des phases d'oxygène de bore. Dans ce cycle à six chaînons, l’atome de bore est à trois coordonnées et l’atome d’oxygène à deux coordonnées. Le corps en verre se ramollit à 325-450 degrés et sa densité varie en fonction des conditions de chauffage. Lorsqu'il est chauffé, le désordre dans la structure de l'oxyde de bore du verre augmente. Lorsque la température dépasse 450 degrés, des groupes polaires - B=O seront générés. Lorsque la température est supérieure à 1 000 degrés, la vapeur d'oxyde de bore est entièrement composée de monomères B2O3 et sa structure est angulaire O=B-OB=O.
Sous pression normale, l'oxyde de bore liquide peut cristalliser dans une plage de 200-250 degrés pour former de l'oxyde de bore hexagonal ordinaire (-B2O3), dont la structure est presque entièrement composée d'unités triangulaires BO3.
À 22 000 ATM et 400 degrés, le - B2O3 se transforme en un cristal monoclinique - B2O3 à haute-température et haute-pression. Le processus de transformation est similaire à la conversion du quartz en coésite sous haute pression. De plus, le - B2O3 peut également être obtenu par cristallisation d'oxyde de bore liquide à 40 000 atm et 600 degrés.
Le module de volume du - B2O3 est très grand (K=180GPa). Les duretés Vickers de g-B2O3 et - B2O3 sont respectivement de 1,5 GPa et 16 GPa.
Les propriétés chimiques de l'oxyde de bore sont les suivantes : c'est un oxyde acide qui peut dissoudre de nombreux oxydes de métaux alcalins lors de sa fusion pour former des borates et métaborates (verres) vitreux aux couleurs caractéristiques. C'est le principe de l'identification qualitative des métaux par le test aux billes de borax. il peut être réduit en simple bore par les métaux alcalins, l'aluminium et le magnésium. Après la réaction, le mélange réactionnel a été traité avec de l'acide chlorhydrique, MgO, B2O3 et Mg ont été dissous dans de l'acide chlorhydrique et du bore brut a été obtenu après filtration. il ne peut pas être réduit par le carbone à haute température (du carbure de bore peut se former à haute température). Le trichlorure de bore peut être obtenu en réagissant avec le carbone et le chlore à haute température. À 600 degrés C, il réagit avec l'ammoniac pour obtenir du nitrure de bore (BN) et de l'hydrure de calcium pour obtenir de l'hexaborure de calcium (CaB6). c'est l'anhydride de l'acide borique. Une fois dissous dans l'eau, il dégagera une grande quantité de chaleur pour former de l'acide métaborique et de l'acide borique.
Le trioxyde de bore, également connu sous le nom d'oxyde de bore ou d'anhydride de bore, est un composé inorganique doté de propriétés chimiques stables, d'un point de fusion élevé, d'une bonne inertie chimique et d'une hygroscopique. Il joue un rôle important dans de multiples domaines industriels et dans la vie quotidienne.
1. Fabrication de verre spécial
C’est une matière première essentielle pour la fabrication de différents types de verres spéciaux. Il peut être combiné avec divers oxydes pour produire du verre au bore, du verre optique, du verre résistant à la chaleur, du verre pour instruments et de la fibre de verre aux couleurs caractéristiques. Par exemple, le verre résistant à la chaleur-couramment utilisé dans les laboratoires (comme le Pyrex) contient du trioxyde de bore, qui présente une excellente résistance à la chaleur et une excellente stabilité chimique, peut résister à des températures élevées et à la corrosion chimique et est largement utilisé dans la recherche scientifique et dans les domaines industriels.
2. Améliorer les performances du verre
Dans le processus de fabrication du verre, il peut réduire considérablement le coefficient de dilatation thermique du verre, ajuster la viscosité du verre et améliorer sa stabilité chimique. Ces améliorations de performances rendent les produits en verre plus durables et adaptables à un plus large éventail d’environnements d’utilisation. Par exemple, l’ajout de trioxyde de bore au verre architectural peut améliorer sa résistance aux chocs thermiques et réduire le risque de fissuration provoqué par les changements de température.
3. Matériaux de protection contre la lumière
Il peut également être utilisé pour fabriquer des matériaux de protection contre la lumière, tels que du verre filtrant. Ces matériaux peuvent absorber ou réfléchir sélectivement la lumière de longueurs d'onde spécifiques, protégeant ainsi l'œil humain ou les appareils de la lumière nocive.
1. Matières premières de glaçure céramique
C'est l'une des matières premières importantes pour la glaçure de la porcelaine. L'émail de porcelaine est une couche de verre qui recouvre la surface des produits céramiques, ce qui peut améliorer l'esthétique et la durabilité des produits céramiques. Son ajout peut ajuster le point de fusion et la viscosité de l'émail de porcelaine, le rendant plus adapté au processus de cuisson des produits céramiques.
2. Additifs céramiques
Dans le processus de fabrication de la céramique, il peut également être utilisé comme additif pour améliorer les performances des produits céramiques. Par exemple, il peut améliorer la densité et la dureté des céramiques, ainsi que leur résistance à l’usure et à la corrosion.
Industrie métallurgique
1. Production d'acier allié
Dans l'industrie métallurgique, il est utilisé pour la production d'aciers alliés. Il peut former des alliages avec le fer et d’autres éléments métalliques pour améliorer les propriétés de l’acier. Par exemple, l’ajout peut améliorer la dureté, la résistance à l’usure et à la corrosion de l’acier, prolongeant ainsi sa durée de vie.
2. Production de carburant à haute énergie
Il peut également être utilisé pour la production de carburants à haute-énergie. En réagissant avec d'autres composés, des composants de carburant à haute-énergie peuvent être générés, fournissant un support énergétique pour des domaines de haute-technologie tels que les fusées et les missiles.
1. Agent dopant
Il joue un rôle important dans l’industrie des semi-conducteurs et est largement utilisé comme dopant pour améliorer les propriétés électriques des matériaux semi-conducteurs. En contrôlant avec précision la quantité de dopage et la méthode de dopage du trioxyde de bore, des paramètres clés tels que le type de conductivité, la concentration de porteurs et la mobilité des matériaux semi-conducteurs peuvent être ajustés pour répondre aux besoins des différents dispositifs semi-conducteurs.
2. Procédés d'épitaxie et de diffusion
Dans le processus de production de semi-conducteurs, il est également utilisé pour les processus d'épitaxie et de diffusion. L'épitaxie est une technique permettant de faire croître des films minces monocristallins sur un substrat monocristallin, tandis que la diffusion est le processus de diffusion de dopants dans des matériaux semi-conducteurs par traitement thermique. Le trioxyde de bore, en tant que réactif de haute-pureté, peut fournir une source de dopage stable pour assurer le bon déroulement des processus d'épitaxie et de diffusion.
Synthèse organique
1. Catalyseur
Il peut être utilisé comme catalyseur en synthèse organique pour favoriser certaines réactions chimiques. Par exemple, il peut catalyser l’estérification, l’éthérification, la condensation et d’autres réactions, améliorant ainsi la vitesse et le rendement de la réaction. Le catalyseur au trioxyde de bore présente les avantages d'une activité élevée, d'une bonne sélectivité, d'une récupération et d'une réutilisation faciles, et présente de larges perspectives d'application dans le domaine de la synthèse organique.
2. Intermédiaires de réaction
Dans certaines réactions de synthèse organique, il peut également être utilisé comme intermédiaire réactionnel. Il peut réagir avec des composés organiques pour générer des produits intermédiaires dotés de structures spécifiques, synthétisant ainsi le composé organique cible. Cette méthode d'application étend l'utilisation du trioxyde de bore dans le domaine de la synthèse organique.
1. Méthode de pression atmosphérique
Envoyez de l'acide borique dans la bouilloire chauffante, augmentez la température et déshydratez lentement l'acide borique. Lorsque la température atteint 107,5 degrés, elle deviendra de l'acide métaborique (HBO2), et lorsqu'elle atteint 150 ~ 160 degrés, elle deviendra de l'acide tétraborique (H2B4O7). Lorsque la température est supérieure à 650 degrés, la fonte produira beaucoup de mousse. Enfin, la température sera maintenue entre 800 et 1 000 degrés et le matériau sera brûlé et déshydraté jusqu'à ce qu'il devienne rouge et ne fasse plus de bulles. La densité relative de la masse fondue est de 1,52. À ce stade, démarrez la machine à tréfiler et contrôlez la température entre 700 et 900 degrés pour le tréfilage. Ensuite, coupez et emballez le fil d'oxyde de bore sur la machine à tréfiler à l'aide d'une machine de découpe pour obtenir le produit fini d'oxyde de bore. L'équation de la réaction est la suivante :
2H3B03→B₂03+3H20
2. Méthode sous vide
Placer l'acide borique dans un plat en acier inoxydable et cuire au four pendant 1,5 heure, puis augmenter la température à 150 degrés et chauffer pendant 4 heures. Pendant le processus de chauffage, il doit être fréquemment retourné pour assurer une déshydratation uniforme. Retirez ensuite le matériau, refroidissez-le, écrasez-le et placez-le dans une étuve à vide en le gardant hermétiquement fermé. Chauffez-le à 220 degrés pendant 1,5 heures, puis augmentez-le à 260 degrés et chauffez-le pendant 4 heures. Ensuite, refroidissez et écrasez le matériau, placez-le dans un four tubulaire, contrôlez la température de chauffage à 280 degrés et déshydratez-le sous vide pendant 4 heures pour produire un produit d'oxyde de bore.
3. Mettez l'acide borique cristallin dans un petit plat.
Lieutrioxyde de boredans un réacteur de séchage contenant du pentoxyde de phosphore et chauffez-le à 200 degrés sous vide pour le déshydrater complètement. Le degré de vide fourni par la pompe à vide à eau est suffisant, mais il est préférable d'utiliser une pompe à vide avec un degré de vide plus élevé. Il est important d'augmenter lentement la température jusqu'à 200 degrés, sinon l'acide borique fondra et empêchera l'évaporation ultérieure de la vapeur d'eau. Plus la quantité utilisée est importante, plus le temps de chauffage à 200 degrés doit être long, parfois pendant plus de 4 heures avant une déshydratation complète. Pour 3g d'acide borique, chauffer 1 heure suffit. De plus, à condition de maintenir une température ne dépassant pas 200 degrés, la déshydratation de l'acide borique peut être effectuée dans un flux d'air sec. L'air sec utilisé est obtenu en faisant passer l'air dans de l'acide sulfurique puis en le séchant à travers du pentoxyde de phosphore ou de l'oxyde de baryum poreux.
FAQ
Le trioxyde de dibore est-il sans danger ?
Danger! Selon la classification et l'étiquetage harmonisés (ATP20) approuvés par l'Union européenne, cette substancepeut nuire à la fertilité et nuire à l'enfant à naître.
Qu’est-ce que le trioxyde de dibore ?
Le trioxyde de bore ou trioxyde de dibore estl'oxyde de bore de formule B2O 3. C'est un solide transparent incolore, presque toujours vitreux (amorphe), qui ne se cristallise que très difficilement. On l'appelle aussi oxyde borique ou boria.
Le trioxyde de dibore est-il dans les micro-ondes ?
Le trioxyde de dibore est souvent utilisé dans la fabrication du verre et de la céramique, ce qui suggèreil peut faire partie des composants internes du micro-ondes, comme le plateau tournant en verre ou le revêtement intérieur.
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