اکسید بور چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟

اکسید بور پودری سفید رنگ و کریستالی با فرمول شیمیایی B2O3 است که تری اکسید بور نیز نامیده می شود.

اکسید بور یک ترکیب بسیار نامحلول است که برای تولید شیشه ، اپتیک و سرامیک مناسب است.

بور یکی از عناصر شیمیایی با فراوانی کم در منظومه شمسی و پوسته زمین است. مواد معدنی حاوی بور شامل بوراکس و کرنیت هستند. بور عنصری یک فلز است که در شهاب سنگ ها به مقدار کم یافت می شود اما بور شیمیایی به طور طبیعی در زمین یافت نمی شود.

بور به شکل چند آلوتروپ وجود دارد، بور آمورف یک پودر قهوه ای رنگ است و  بور کریستالی نقره ای تا سیاه  که بسیار سخت است و در دمای اتاق رسانای الکتریکی ضعیفی دارد. اکسید بور یکی از ترکیبات بور است که کاربردهای متنوع گسترده ای دارد. قیمت خرید و فروش اکسید بور در بازار بر اساس نوع آن و وزن بسته بندی متفاوت است. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد لطفا همراه ما باشید.

ویژگی های اکسید بور

این ترکیب پودری سفید رنگ و شیشه ای است که تقریبا همیشه به شکل آمورفیک یافت می شود ولی پس از ذوب می تواند به کریستال تبدیل شود.

اکسید بور یکی از سخت ترین ترکیبات موجود برای کریستاله شدن است که با سرعت بسیار کم و با یک واکنش گرمازا در آب حل می شود. این ترکیب وقتی در معرض هوا قرار می گیرد رطوبت موجود در هوا را جذب کرده و به اسید بوریک تبدیل می شود.

اکسید بور چگونه تولید می شود؟

این ترکیب از دهیدراتاسیون اسید بوریک طی یک فرآیند انتخابی از نظر دمایی بدست می آید. به عنوان مثال این واکنش در دمای پایین ۳ روز و در دمای بالا طی ۳۰ دقیقه انجام می شود. این ماده یک منبع بور بسیار نامحلول است که کاربردهای گسترده ای دارد و از نظر دمایی پایدار است.

این ترکیب در برخی از واکنش ها از جمله تبدیل و سنتز بسیاری از ترکیبات آلی و واکنش های سنتز هالیدهای بور ، سدیم بوروهیدرید ، بورات فلزی و استرهای بورات به عنوان کاتالیزور استفاده می شود.

خواص فیزیکی و شیمیایی اکسید بور

اکسید بوریک هیچ نقطه ذوب مشخصی ندارد ولی در دمای حدود ۳۲۵ درجه سانتی گراد (۶۱۷ درجه فارنهایت) شروع به نرم شدن می کند و دو شکل بلوری می توان آن را بدست آورد. یکی از اینها را می توان تحت فشار جو نیز ساخت. نقطه ذوب دومی حدود ۴۵۰ درجه است اگر تحت فشار اتمسفر ساخته شود و حدود ۴۶۵  درجه سانتی گراد خواهد بود اگر تحت فشار بالا ساخته شود.

اکسید بوریک یک ماده جاذب رطوبت است  بنابراین بناید آنرا در معرض آب یا رطوبت قرار دهید زیرا باعث بهم چسبیدن و کیک شدن پودر می شود. این ترکیب در صورت خیس شدن ، واکنش گرمازا ایجاد کرده و اسید بوریک تولید می کند.

کاربردهای اکسید بور

استفاده اولیه از بور عنصری به عنوان رشته های بور با کاربردهای مشابه الیاف کربن در برخی از مواد با مقاومت بالا است. اکسید بور رسانای برق نیست با این حال ، برخی از اکسیدهای ساختاری پروسکیت به دلیل خواص رسانایی الکترونیکی در کاتد سلول های سوختی اکسید جامد و سیستم های تولید اکسیژن مورد استفاده قرار می گیرند. آنها ترکیباتی هستند که حداقل حاوی یک آنیون اکسیژن و یک کاتیون فلزی هستند.

این ترکیبات به طور معمول در محلول های آبی  نامحلول و بسیار پایدار هستند و در ساختارهای سرامیکی ، تولید کاسه های سفالی و در ساختارهای سبک  در برنامه های هوا فضا و الکتروشیمیایی مانند پیل های سوختی که رساناهای یونی هستند ، بکار برده می شوند.

اکسیدهای فلزی انیدریدهای اساسی هستند و می توانند در واکنش با اسیدها و عوامل احیا کننده قوی در واکنش های اکسیداسیون مورد استفاده قرار بگیرند. اکسید بور به شکل پلت ، پودرها ، قرص ها و نانو پودرها موجود است. خلوص فوق العاده بالا ، خلوص بالا و فرم های نانو پودر اشکال در دسترس این ترکیب هستند.

مزایای کاربردی اکسید بور

فرمولاسیون شیشه

اکسید بوریک به کاهش دمای ذوب ، افزایش مقاومت حرارتی و مقاومت مکانیکی و افزایش دوام در برابر آب و مواد شیمیایی کمک می کند. B2O3 خالص برای تولید انواع خاصی از شیشه ضروری است:

• لنزهای نوری
• لنزهای تلسکوپ
• شیشه پزشکی (آمپول)
• شیشه الکترونیکی
• کامپوزیت های شیشه و سرامیک

سرامیک

اکسید بوریک توسط تولید کنندگان سرامیک برای تولید اولیه بور و همچنین انواع مختلف محصولات سرامیکی با مقاومت بالا و مقاوم در برابر حرارت استفاده می شود:

• کاربید بور
• نیترید بور
• دی بورید تیتانیوم
• زیرکونیوم دی بوراید

از اکسید بوریک به دلایل زیادی در ساخت سرامیک استفاده می شود ، از جمله توانایی آن در افزایش مقاومت ، بازدهی و مقاومت در برابر خراش و مواد شیمیایی ظروف سرامیکی:

• کاشی های دیواری و کف
• ظروف غذاخوری
• ظروف چینی
• لوازم میناکاری شده

لعاب و لعاب نهایی نیز از تاثیر بور در ذوب شدن و خصوصیات فیزیکی محصول سود می برد.

متالورژی

اکسید بوریک یک حلال عالی برای اکسیدهای فلزی در دمای بالا است. این ترکیب در تهیه جوش های مخصوص و شار لحیم کاری ، سخت شدن فولاد و تولید آلیاژهای آهن ، نیکل یا منگنز مفید است. از اکسید بوریک همچنین برای تولید آهنرباهای فلزی بی شکل و آهنرباهای عناصر خاکی کمیاب استفاده می شود.

مواد نسوز

آجرهای نسوز و ریخته گری های شیمیایی به مقاومت در برابر درجه حرارت بالا ، سایش و خوردگی نیاز دارند. اکسید بوریک به عنوان اتصال دهنده برای آجرهای نسوز مبتنی بر منیزیم و به عنوان تثبیت کننده آجرهای نسوز دولومیت که معمولاً در کوره های ذوب فولاد استفاده می شود ، استفاده می شود.

عوارض و خطرات اکسید بور

قرار گرفتن در معرض مقدار قابل توجه این ماده می تواند با نبض ضعیف و سریع ، سیانوز و فشار خون غیر طبیعی همراه باشد. بیمار ممکن است با کاهش درجه حرارت بدن ، افزایش درجه حرارت بدن یا درجه حرارت طبیعی بدن ظاهر شود.

سردرد ، بی حالی ، بی قراری ، ضعف ، تحریک CNS و / یا تشنج ممکن است با مواجهه طولانی مدت یا مکرر رخ دهد. اطلاعات کافی در مورد اثرات آن بر تولید مثل در انسان وجود ندارد. ولی اثرات سو آن بر روی بیضه و ناباروری در حیوانات گزارش شده است.

مطالعات محدودی بر روی حیوانات انجام شده است که حاکی از کاهش تخمک گذاری ، سمیت جنینی و نقایص رشد است که ممکن است با سطح مواجهه بسیار بالا اتفاق بیفتد. در برخی از مطالعات خطر مسمومیت برای مادر نیز وجود دارد.

این ماده ممکن است با حالت تهوع ، استفراغ و اسهال باعث تحریک دستگاه گوارش شود. استنشاق آن باعث سوزش شدید دستگاه تنفسی فوقانی همراه با سرفه ، سوختگی ، دشواری تنفس و کمای احتمالی همراه است. تماس آن با پوست باعث تحریک پوست شده و تماس با چشم ها باعث سوزش چشم می شود.

کمک های اولیه در رابطه با اکسید بور

در صورت بلع تصادفی هرگز چیزی را از طریق دهان به فرد بیهوش ندهید. کمک پزشکی دریافت کنید. اگر فرد هوشیار است به او آب بنوشانید و استفراغ ایجاد کنید. در صورت بیهوشی ، فوراً قربانی را به مراکز درمانی برده و سعی در استفراغ نداشته باشید.

در صورت استنشاق بلافاصله در معرض هوای تازه قرار بگیرد. اگر فرد نفس نمی کشید  به او تنفس مصنوعی بدهید. اگر تنفس وی دشوار است اکسیژن درمانی کرده و کمک پزشکی دریافت کنید.

در صورت تماس با پوست در حالی که لباس ها و کفش های آلوده را عوض می کنید ، بلافاصله پوست را با آب و صابون فراوان به مدت حداقل ۱۵ دقیقه شستشو دهید. اگر خارش بیشتر شد یا از بین نرفت کمک پزشکی درخواست کنید.

در صورت تماس با چشم ها بلافاصله حداقل به مدت ۱۵ دقیقه چشم ها را با آب فراوان شستشو دهید و پلک های بالا و پایین را زیر آب بلند کنید و کمک پزشکی دریافت کنید.

شرایط نگهداری اکسید بور

این ترکیب به راحتی رطوبت موجود در هوا را جذب می کند بنابراین از قرار دادن آن در معرض آب و هوای رطوبت خودداری کنید چون در این شرایط به اسید بوریک تبدیل می شود.  برای نگهداری این ماده آنرا در ظروف در بسته ، دور از دسترس کودکان و در جای خنک نگهداری کنید.