Sobre el Boro
Se producen concentraciones significativas de boro en la Tierra en compuestos conocidos como minerales de borato. Hay más de 100 minerales de borato diferentes, pero los más comunes son: bórax, kernita, ulexita, etc. El boro natural consiste principalmente en dos isótopos estables, 11B (80,1%) y 10B (19,9%). En la industria nuclear, el boro se usa comúnmente como absorbente de neutrones debido a la alta sección transversal de neutrones del isótopo 10B. Su sección transversal de reacción (n, alfa) para neutrones térmicos es de aproximadamente 3840 graneros (para neutrones de 0,025 eV). El isótopo 11B tiene una sección transversal de absorción para neutrones térmicos de aproximadamente 0,005 graneros (para neutrones de 0,025 eV). La mayoría de las reacciones (n, alfa) de los neutrones térmicos son reacciones 10B (n, alfa) 7Li acompañadas de una emisión gamma de 0,48 MeV.
Resumen
| Elemento | Boro |
| Número atómico | 5 |
| Categoría de elemento | Metaloides |
| Fase en STP | Sólido |
| Densidad | 2,46 g / cm3 |
| Resistencia a la tracción | N / A |
| Límite de elastacidad | N / A |
| Módulo de Young | N / A |
| Escala de Mohs | 9.5 |
| Dureza Brinell | N / A |
| Dureza Vickers | 49000 MPa |
| Punto de fusion | 2079 ° C |
| Punto de ebullición | 3927 ° C |
| Conductividad térmica | 27 W / mK |
| Coeficiente de expansión térmica | 5-7 µm / mK |
| Calor especifico | 1,02 J / g K |
| Calor de fusión | 50,2 kJ / mol |
| Calor de vaporización | 508 kJ / mol |
| Resistividad eléctrica [medidor de nanoOhmios] | ~ E15 |
| Susceptibilidad magnética | −6,7e-6 cm ^ 3 / mol |
Aplicaciones del Boro
Casi todo el mineral de boro extraído de la Tierra se destina al refinamiento en ácido bórico y tetraborato de sodio pentahidratado. En los Estados Unidos, el 70% del boro se utiliza para la producción de vidrio y cerámica. El principal uso a escala industrial mundial de compuestos de boro (alrededor del 46% del uso final) se encuentra en la producción de fibra de vidrio para fibra de vidrio estructural y aislante que contiene boro, especialmente en Asia. El boro se agrega a los aceros al boro a un nivel de unas pocas partes por millón para aumentar la templabilidad. Se añaden porcentajes más altos a los aceros utilizados en la industria nuclear debido a la capacidad de absorción de neutrones del boro (por ejemplo, gránulos de carburo de boro). El boro también puede aumentar la dureza de la superficie de aceros y aleaciones mediante el borrado. Los polvos de carburo de boro y nitruro de boro cúbico se utilizan ampliamente como abrasivos.
Producción y precio del Boro
Los precios de las materias primas cambian a diario. Están impulsados principalmente por la oferta, la demanda y los precios de la energía. En 2019, los precios del boro puro rondaron los 2500 $ / kg.
Las fuentes económicamente importantes de boro son los minerales colemanita, rasorita (kernita), ulexita y tincal. Juntos, estos constituyen el 90% del mineral extraído que contiene boro. Turquía y Estados Unidos son los mayores productores de productos de boro. Turquía produce aproximadamente la mitad de la demanda mundial anual.
Fuente: www.luciteria.com
Propiedades mecánicas del Boro
Resistencia del Boro
En mecánica de materiales, la resistencia de un material es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales básicamente considera la relación entre las cargas externas aplicadas a un material y la deformación resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original. La resistencia de un material es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas.
Para la tensión de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que tienden a alargarse se conoce como resistencia máxima a la tracción (UTS). El límite elástico o límite elástico es la propiedad del material definida como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica).
Ver también: Resistencia de los materiales
Resistencia máxima a la tracción del Boro
La resistencia máxima a la tracción del boro es N / A.
Límite de elastacidad de Boro
El límite elástico del boro es N / A.
Módulo de Young del Boro
El módulo de Young del boro es N / A.
Dureza del Boro
En la ciencia de los materiales, la dureza es la capacidad de resistir la hendidura de la superficie ( deformación plástica localizada ) y el rayado . La prueba de dureza Brinell es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para las pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un penetrador esférico duro bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.
La dureza Brinell del boro es aproximadamente N / A.
El método de prueba de dureza Vickers fue desarrollado por Robert L. Smith y George E. Sandland en Vickers Ltd como una alternativa al método Brinell para medir la dureza de materiales. El método de prueba de dureza Vickers también se puede utilizar como método de prueba de microdureza , que se utiliza principalmente para piezas pequeñas, secciones delgadas o trabajos de profundidad de caja.
La dureza Vickers del boro es de aproximadamente 49000 MPa.
La dureza al rayado es la medida de la resistencia de una muestra a la deformación plástica permanente debido a la fricción de un objeto afilado. La escala más común para esta prueba cualitativa es la escala de Mohs , que se utiliza en mineralogía. La escala de Mohs de dureza mineral se basa en la capacidad de una muestra natural de mineral para rayar visiblemente otro mineral.
El boro tiene una dureza de aproximadamente 9,5.
Ver también: dureza de materiales
Boro – Estructura cristalina
Una posible estructura cristalina del boro es la estructura romboédrica .
En los metales, y en muchos otros sólidos, los átomos están dispuestos en matrices regulares llamadas cristales. Una red de cristal es un patrón repetitivo de puntos matemáticos que se extiende por todo el espacio. Las fuerzas de los enlaces químicos provocan esta repetición. Es este patrón repetido el que controla propiedades como resistencia, ductilidad, densidad, conductividad (propiedad de conducir o transmitir calor, electricidad, etc.) y forma. Hay 14 tipos generales de patrones conocidos como celosías de Bravais.
Ver también: Estructura cristalina de materiales
Estructura cristalina del Boro
Resistencia de los elementos
Elasticidad de los elementos
Dureza de los elementos
Propiedades térmicas del Boro
Boro: punto de fusión y punto de ebullición
Punto de boro de fusión es de 2079 ° C .
Punto de boro de ebullición es 3927 ° C .
Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar.
Boro – Conductividad térmica
La conductividad térmica del boro es 27 W / (m · K).
Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada conductividad térmica , k (o λ), medida en W / mK . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por conducción . Tenga en cuenta que la ley de Fourier se aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.
Coeficiente de expansión térmica del Boro
El coeficiente de expansión térmica lineal del boro es de 5-7 µm / (m · K)
La expansión térmica es generalmente la tendencia de la materia a cambiar sus dimensiones en respuesta a un cambio de temperatura. Por lo general, se expresa como un cambio fraccionario en longitud o volumen por cambio de temperatura unitario.
Boro: calor específico, calor latente de fusión, calor latente de vaporización
El calor específico de boro es 1,02 J / g K .
La capacidad calorífica es una propiedad extensa de la materia, lo que significa que es proporcional al tamaño del sistema. La capacidad calorífica C tiene la unidad de energía por grado o energía por kelvin. Cuando se expresa el mismo fenómeno como una propiedad intensiva, la capacidad calorífica se divide por la cantidad de sustancia, masa o volumen, por lo que la cantidad es independiente del tamaño o extensión de la muestra.
El calor latente de fusión del boro es 50,2 kJ / mol .
El calor latente de vaporización del boro es 508 kJ / mol .
El calor latente es la cantidad de calor que se agrega o elimina de una sustancia para producir un cambio de fase. Esta energía descompone las fuerzas de atracción intermoleculares y también debe proporcionar la energía necesaria para expandir el gas (el trabajo pΔV ). Cuando se agrega calor latente, no se produce ningún cambio de temperatura. La entalpía de vaporización es función de la presión a la que tiene lugar esa transformación.
Punto de fusión de los elementos
Conductividad térmica de los elementos
Expansión térmica de elementos
Capacidad calorífica de los elementos
Calor de fusión de elementos
Calor de vaporización de elementos
Boro – Resistividad eléctrica – Susceptibilidad magnética
La propiedad eléctrica se refiere a la respuesta de un material a un campo eléctrico aplicado. Una de las principales características de los materiales es su capacidad (o falta de capacidad) para conducir corriente eléctrica. De hecho, los materiales se clasifican según esta propiedad, es decir, se dividen en conductores, semiconductores y no conductores.
Ver también: Propiedades eléctricas
La propiedad magnética se refiere a la respuesta de un material a un campo magnético aplicado . Las propiedades magnéticas macroscópicas de un material son una consecuencia de las interacciones entre un campo magnético externo y los momentos dipolares magnéticos de los átomos constituyentes . Diferentes materiales reaccionan a la aplicación de un campo magnético de manera diferente .
Ver también: Propiedades magnéticas
Resistividad eléctrica del Boro
La resistividad eléctrica del boro es ~ E15 nΩ⋅m .
La conductividad eléctrica y su inversa, la resistividad eléctrica , es una propiedad fundamental de un material que cuantifica cómo el boro conduce el flujo de corriente eléctrica. La conductividad eléctrica o conductancia específica es el recíproco de la resistividad eléctrica.
Susceptibilidad magnética del Boro
La susceptibilidad magnética del boro es −6,7e-6 cm ^ 3 / mol .
En electromagnetismo, la susceptibilidad magnética es la medida de la magnetización de una sustancia. La susceptibilidad magnética es un factor de proporcionalidad adimensional que indica el grado de magnetización del boro en respuesta a un campo magnético aplicado.
Resistividad eléctrica de elementos
Susceptibilidad magnética de elementos
Otras propiedades del Boro
