مروري بر روش هاي توليد بور و بررسي مزايا و معايب آن ها

Review on the Boron Production Methods and Investigation of their Advantages and Disadvantages

بور به عنوان عنصري با دانسيته ي انرژي بالا شناخته مي شود. اين عنصر، سوخت مهمي براي پيشرانه ها و مواد منفجره محسوب مي شود. از بين تمام عناصر شيميايي، بور بالاترين حرارت حجمي احتراق (140 كيلوژول بر سانتي متر مكعب) و سومين حرارت وزني احتراق (59 كيلوژول بر گرم) را پس از هيدروژن و بريليم دارد. علاوه بر اين، عنصر مذكور براي تهيه بسياري از تركيبات آلياژي استفاده مي شود. بنابراين، مطالعه روش-هاي تهيه ي اين عنصر استراتژيك بسيار اهميت دارد. بور داراي دو ساختار كريستالي و آمورف مي باشد كه هركدام از اين ساختارها كاربردهاي خاصي دارد. بطور كلي، دو روش براي تهيه پودر بور عنصري وجود دارد، كه شامل روش احيا و روش تجزيه ي حرارتي فاز گاز تركيبات بور مي-باشد. مطالعات نشان مي دهد كه فرآيند مويسان (روش احياي حرارتي فلزي توسط منيزيم) روش رايج براي تهيه ي بور عنصري آمورف است. در اين روش، بور با خلوص بيش از 90%، پس از اسيد شويي و شستشو با آب مي تواند به دست آيد. ناخالصي ها شامل تركيبات بور- اكسيژن- منيزيم مانند Mg(BO2)3 , MgB2O5 مي باشد. معمولا بور عنصري كريستالي با خلوص بيش از 99% نيز به كمك واكنش در فاز گازي تهيه مي-گردد. در اين مقاله، انواع روش هاي مختلف براي توليد بور عنصري آمورف و كريستالي، مزايا و معايب آن ها بررسي شده است

Boron is known as a high energy density element. This element is an important fuel for propellants and explosives. Of all the chemical elements, boron has the highest volumetric heat of combustion (140 kJ cm-3) and the third highest gravimetric heat of combustion (59 kJ g-1), after H2 and Be. Furthermore, mentioned element is used for the preparation of many alloy compounds. Therefore, study of preparation methods for this strategic element is very important. Boron has two crystalline and amorphous structures that each of these structures has certain applications. In general, there are two main techniques to obtain elemental boron powder that are included reduction method and gas-phase thermal dissociation of boron compound method. Studies are shown that Moissan process (metallothermic reduction method via Mg) is the convential way for preparation amorphous elemental boron. In this method, boron with purity more than 90% can be obtained after acid leaching and washing. Impurities contain Mg-O-B compounds such as Mg(BO2)3, MgB2O5 . Generally, crystalline elemental boron with purity more than 99% can also be prepaered via reaction in gas phas. In this paper, various methods for the production of crystalline and amorphous elemental boron, their advantages and disadvantages were investigated.