炭化ホウ素

化学的特性hard, black, shiny crystal(s), -325 mesh with 99.5% purity; rhomb; hardness 9.3 Mohs; less brittle than most ceramics; does not burn in oxygen flame; used as an abrasive; Knoop hardness ~27GPa; produced by reducing B2O3 with carbon at 1400°C–2300°C; used in crucible form as a container for molten salts except molten caustic and as a 99.5% pure sputtering target for producing semiconductor and wear-resistant films [KIR78] [HAW93] [MER06] [CER91]

化学性质高融点，高硬度，耐酸，耐アルカリ，中性子吸収能大

解説炭化四ホウ素B4Cと一般に表されるが，実際はB4CからB10.4Cまである．工業的には酸化ホウ素と炭素とを 2500～2600℃に加熱して製造する。Cの割合が低いものはαりょう面体晶系ホウ素の固溶体とされる．B4C(55.26)は1900 ℃ 以下ではα型，以上ではβ型になる．B2O3とCを電気炉中で1400～2300 ℃ に加熱してつくる．2B2O3 ＋ 7C → B4C ＋ 6CO構造的には，B12 二十面体が直鎖状の C3 でつながった形のB12C3のりょう面体結晶である．黒色で硬く，ダイヤモンドとBNにつぐ硬さをもつ．密度2.51 g cm－3(25 ℃)．融点2350 ℃．不活性気体中では溶融しても分解しない．酸素中で加熱しても800 ℃ までは安定である．耐化学薬品性も大きく，室温では酸・アルカリに侵されない．高温・高圧下では濃硝酸に徐々に侵される．硬く，耐化学薬品性も大きいことから，切削工具，研磨剤，粉末を加熱加圧成型した器具の製造などに用いられる．研磨材，耐火材料，金属加工具などに使用される。また金属と接合したサーメットもつくられる．このほか原子炉制御材(中性子吸収材)にも使用される．[CAS 12069-32-8:B4C][CAS 12075-36-4:B12C3]森北出版「化学辞典（第2版）

用途原子炉制御材，遮へい材

説明Sodium tetraborate decahydrate/borax (anhydrous) is a clear, colorless or pale yellow hygroscopic substance with a faint odor of detergent. It is stable and is incompatible with powdered metalsand slightly soluble in water. It is extensively used in the industrial manufacturing of metallurgical fluxes, fiberglass, ceramics, fertilizers, enamels, heat-resistant glass (e.g., Pyrex), and other chemicals. It decomposes on heating or on burning producing toxic fumes including sodium oxide, reacts with strong oxidants, and in fire gives off irritating or toxic fumes (or gases).

使用Boron carbide (B4C) is a hard, black crystal that is used as an abrasive powder and as an additive to strengthen composite parts in aircraft.

使用用途炭化ホウ素は、硬度が高く、耐摩耗性に優れているので、耐久性を要する製品を中心にさまざまな形で利用されています。主な使用用途として、、のノズル、研磨材 (粉末、砥粒) 、サーメット、乳鉢、防弾装甲材などがあります。また、電気絶縁性が高く熱伝導率が高いため、高温環境での利用が可能であり、ハードディスクのヘッドや電子部品などの産業分野で広く使用されています。 天然のホウ素 (B) には、ホウ素10 (10B) が約20％含まれています。ホウ素10は中性子を吸収する性質があるため、ホウ素含有量の多い炭化ホウ素は中性子の吸収能力が高いです。そのため炭化ホウ素は原子炉における核分裂反応制御材料や中性子遮蔽材に利用されています。

製造方法Boron carbide is prepared by reduction of boric oxide either with carbon or with magnesium in presence of carbon in an electric furnace at a temperature above 1,400°C. When magnesium is used, the reaction may be carried out in a graphite furnace and the magnesium byproducts are removed by treatment with acid.

製造方法工業的には、酸化ホウ素などのホウ素源と炭素との混合物を電気炉で高温加熱して合成します（熱炭素還元法）。ホウ素源はホウ酸 (H3BO3) や酸化ホウ素 (B2O3) 、炭素源は活性炭や石油コークスなどが用いられます。合成温度は高いですが、原料が安価で無害であり、大量合成に適しています。 その他の炭化ホウ素の製法は以下があります。

合成方法水ホウ酸と炭素の混合物を高温で加熱

定義boron carbide: A black solid, B4C,soluble only in fused alkali; it is extremelyhard, over 9 on Mohs’scale; rhombohedral; r.d. 2.52; m.p.2350°C; b.p. >3500°C. Boron carbideis manufactured by the reduction ofboric oxide with petroleum coke inan electric furnace. It is used largelyas an abrasive, but objects can alsobe fabricated using high-temperaturepowder metallurgy. Boron nitride isalso used as a neutron absorber becauseof its high proportion ofboron–10.