碳化硼 | 12069-32-8

• 物质功能分类: 无机化工 - 无机盐 - 碳化物及碳酸盐
• 分子结构分类: 无机化合物 - 混合金属/非金属化合物 - 各种混合金属/非金属
• 中文名称: 碳化硼
• 中文别名: 碳化硼/纳米碳化硼；一碳化四硼；碳化硼,粉末,~200目
• 英文名称: boron carbide
• 英文别名: 2,3,4,5-tetraboratetracyclo[2.1.0.01,3.02,5]pentane
• CAS: 12069-32-8
• 化学式: CB₄
• 分子量: 55.255
• InChiKey: INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  2450°C
• 沸点：
  3500°C
• 密度：
  2.51 g/mL at 25 °C (lit.)
• 溶解度：
  不溶于水、酸溶液
• 物理描述：
  DryPowder; DryPowder, PelletsLargeCrystals; OtherSolid
• 稳定性/保质期：
  与酸、碱溶液不起反应，具有高的化学稳定性、中子吸收能力、耐磨性及半导体导电性。它在所有浓或稀的酸或碱水溶液中都非常稳定。用硫酸和氢氟酸混合液处理后，在800℃空气中煅烧21小时，可完全分解并形成三氧化碳和三氧化二硼。在1000～1100℃条件下，碳化硼粉末会与元素周期表中第Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ族的过渡金属强烈反应，生成相应的金属硼化物。硝酸存在下，用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾熔融时，碳化硼容易分解并形成溶液。虽然其硬度低于工业金刚石，但高于碳化硅。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -1.31
• 重原子数：
  5
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  4.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  1.0
• 拓扑面积：
  0
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  0

安全信息

• TSCA：
  Yes
• 危险品标志：
  Xn
• 安全说明：
  S22,S36/37/39,S38
• 危险类别码：
  R20
• WGK Germany：
  3
• 海关编码：
  2849901000
• RTECS号：
  ED7420000
• 储存条件：
  常温密闭，阴凉通风干燥，应储存在清洁干燥的库房中。

SDS

1.1 产品标识符
: Boron carbide
化学品俗名或商品名
1.2 鉴别的其他方法
Carbon tetraboride
1.3 有关的确定了的物质或混合物的用途和建议不适合的用途
仅供科研用途，不作为药物、家庭备用药或其它用途。

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模块 2. 危险性概述
2.1 GHS分类
急性毒性, 吸入 (类别4)
2.2 GHS 标记要素，包括预防性的陈述
危害类型象形图
信号词 警告
危险申明
H332 吸入有害。
警告申明
预防
P261 避免吸入粉尘/ 烟/ 气体/ 烟雾/ 蒸汽/ 喷雾。
P271 只能在室外或通风良好之处使用。
措施
P304 + P340 如果吸入: 将患者移到新鲜空气处休息,并保持呼吸舒畅的姿势。
P312 如感觉不适，呼救解毒中心或医生。
2.3 其它危害物 - 无

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模块 3. 成分/组成信息
3.1 物 质
: Carbon tetraboride
别名
: B4C
分子式
: 55.25 g/mol
分子量
成分 浓度
Boron carbide
-
化学文摘编号(CAS No.) 12069-32-8
EC-编号 235-111-5

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模块 4. 急救措施
4.1 必要的急救措施描述
一般的建议
请教医生。 出示此安全技术说明书给到现场的医生看。
如果吸入
如果吸入,请将患者移到新鲜空气处。 如果停止了呼吸,给于人工呼吸。 请教医生。
在皮肤接触的情况下
用肥皂和大量的水冲洗。 请教医生。
在眼睛接触的情况下
用水冲洗眼睛作为预防措施。
如果误服
切勿给失去知觉者从嘴里喂食任何东西。 用水漱口。 请教医生。
4.2 最重要的症状和影响，急性的和滞后的
据我们所知，此化学，物理和毒性性质尚未经完整的研究。
4.3 及时的医疗处理和所需的特殊处理的说明和指示
无数据资料

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模块 5. 消防措施
5.1 灭火介质
灭火方法及灭火剂
用水雾,耐醇泡沫,干粉或二氧化碳灭火。
5.2 源于此物质或混合物的特别的危害
碳氧化物, 硼烷/氧化硼
5.3 救火人员的预防
如必要的话,戴自给式呼吸器去救火。
5.4 进一步的信息
无数据资料

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模块 6. 泄露应急处理
6.1 人员的预防,防护设备和紧急处理程序
使用个人防护设备。 防止粉尘的生成。 防止吸入蒸汽、气雾或气体。 保证充分的通风。 避免吸入粉尘。
6.2 环境预防措施
不要让产物进入下水道。
6.3 抑制和清除溢出物的方法和材料
收集、处理泄漏物，不要产生灰尘。 扫掉和铲掉。 存放在合适的封闭的处理容器内。
6.4 参考其他部分
丢弃处理请参阅第13节。

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模块 7. 操作处置与储存
7.1 安全操作的注意事项
避免接触皮肤和眼睛。 防止粉尘和气溶胶生成。
在有粉尘生成的地方,提供合适的排风设备。一般性的防火保护措施。
7.2 安全储存的条件,包括任何不兼容性
贮存在阴凉处。 容器保持紧闭，储存在干燥通风处。
7.3 特定用途
无数据资料

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模块 8. 接触控制/个体防护
8.1 控制参数
最高容许浓度
没有已知的国家规定的暴露极限。
8.2 暴露控制
适当的技术控制
根据工业卫生和安全使用规则来操作。 休息以前和工作结束时洗手。
人身保护设备
眼/面保护
带有防护边罩的安全眼镜符合 EN166要求请使用经官方标准如NIOSH (美国) 或 EN 166(欧盟)
检测与批准的设备防护眼部。
皮肤保护
戴手套取 手套在使用前必须受检查。
请使用合适的方法脱除手套(不要接触手套外部表面),避免任何皮肤部位接触此产品.
使用后请将被污染过的手套根据相关法律法规和有效的实验室规章程序谨慎处理. 请清洗并吹干双手
所选择的保护手套必须符合EU的89/686/EEC规定和从它衍生出来的EN 376标准。
身体保护
全套防化学试剂工作服, 防护设备的类型必须根据特定工作场所中的危险物的浓度和含量来选择。
呼吸系统防护
如须暴露于有害环境中,请使用P95型(美国)或P1型(欧盟 英国
143)防微粒呼吸器。如需更高级别防护,请使用OV/AG/P99型(美国)或ABEK-P2型 (欧盟 英国 143)
防毒罐。
呼吸器使用经过测试并通过政府标准如NIOSH（US）或CEN（EU）的呼吸器和零件。

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模块 9. 理化特性
9.1 基本的理化特性的信息
a) 外观与性状
形状: 粉末
颜色: 灰色
b) 气味
无数据资料
c) 气味临界值
无数据资料
d) pH值
无数据资料
e) 熔点/凝固点
无数据资料
f) 起始沸点和沸程
无数据资料
g) 闪点
无数据资料
h) 蒸发速率
无数据资料
i) 可燃性(固体,气体)
无数据资料
j) 高的/低的燃烧性或爆炸性限度 无数据资料
k) 蒸气压
无数据资料
l) 相对蒸气密度
无数据资料
m) 相对密度
2.51 g/cm3 在 25 °C
n) 水溶性
无数据资料
o) 辛醇/水分配系数的对数值
无数据资料
p) 自燃温度
无数据资料
q) 分解温度
无数据资料
r) 粘度
无数据资料

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模块 10. 稳定性和反应活性
10.1 反应性
无数据资料
10.2 化学稳定性
无数据资料
10.3 危险反应的可能性
无数据资料
10.4 避免接触的条件
无数据资料
10.5 不兼容的材料
强氧化剂
10.6 危险的分解产物
其它分解产物 - 无数据资料

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模块 11. 毒理学资料
11.1 毒理学影响的信息
急性毒性
无数据资料
皮肤腐蚀/刺激
无数据资料
严重眼损伤 / 眼刺激
无数据资料
呼吸道或皮肤过敏
无数据资料
生殖细胞诱变
无数据资料
致癌性
IARC:
此产品中没有大于或等于 0。1%含量的组分被 IARC鉴别为可能的或肯定的人类致癌物。
生殖毒性
无数据资料
特异性靶器官系统毒性（一次接触）
无数据资料
特异性靶器官系统毒性（反复接触）
无数据资料
吸入危险
无数据资料
潜在的健康影响
吸入 吸入有害。 可能引起呼吸道刺激。
摄入 如服入是有害的。
皮肤 如果通过皮肤吸收可能是有害的。 可能引起皮肤刺激。
眼睛 可能引起眼睛刺激。
接触后的征兆和症状
据我们所知，此化学，物理和毒性性质尚未经完整的研究。
附加说明
化学物质毒性作用登记: 无数据资料

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模块 12. 生态学资料
12.1 毒性
无数据资料
12.2 持久存留性和降解性
无数据资料
12.3 生物积累的潜在可能性
无数据资料
12.4 土壤中的迁移
无数据资料
12.5 PBT 和 vPvB的结果评价
无数据资料
12.6 其它不利的影响
无数据资料

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模块 13. 废弃处置
13.1 废物处理方法
产品
将剩余的和未回收的溶液交给处理公司。 联系专业的拥有废弃物处理执照的机构来处理此物质。
与易燃溶剂相溶或者相混合，在备有燃烧后处理和洗刷作用的化学焚化炉中燃烧
污染了的包装物
作为未用过的产品弃置。

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模块 14. 运输信息
14.1 UN编号
欧洲陆运危规: - 国际海运危规: - 国际空运危规: -
14.2 联合国（UN）规定的名称
欧洲陆运危规: 无危险货物
国际海运危规: 无危险货物
国际空运危规: 无危险货物
14.3 运输危险类别
欧洲陆运危规: - 国际海运危规: - 国际空运危规: -
14.4 包裹组
欧洲陆运危规: - 国际海运危规: - 国际空运危规: -
14.5 环境危险
欧洲陆运危规: 否 国际海运危规 海运污染物: 否 国际空运危规: 否
14.6 对使用者的特别预防
无数据资料

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模块 15 - 法规信息
N/A

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模块16 - 其他信息
N/A

制备方法与用途

理化性质

碳化硼是一种具有金属光泽的黑色晶体，硬度仅次于金刚石且高于碳化硅，莫氏硬度为9.3。它化学性质稳定，与酸碱溶液不反应，分子式为B4C，相对密度2.52，熔点2350℃，沸点超过3500℃。在高温下能溶解大量石墨碳，并且在稀酸中保持稳定。但在硫酸和氢氟酸混合酸或硫酸与硝酸的混合酸中分解。当加热至1000℃时，在氧气中缓慢氧化成二氧化碳和三氧化二硼。此外，碳化硼对热中子有高俘获能力、耐磨且具有半导体导电性。由于这些特性，在大多数情况下可满足高温反应堆的要求。提高B10元素的浓度能增强其作为控制材料的效果。

碳化硼的密度为2.51×10³kg/m³，熔点为2450℃，热膨胀系数(20～800℃)为4.5×10⁻⁶/℃。工业上通过电弧炉熔化硼酐并与碳反应生成，或使用碳镁还原法、碳氢还原法制备。

碳化硼陶瓷

碳化硼陶瓷是主要含有B4C的一类陶瓷材料。其化学式为B4C，属于六角菱形晶系，在晶胞中有12个硼原子，晶格参数co＝1.212nm，ao＝0.56nm。晶体结构中存在可容纳直径达0.18nm的原子的空间，能保留在结构内的锂或氦原子。

碳化硼粉末主要采用碳热还原法合成，通常直接用硼酐进行还原，也可在碳和镁存在下将硼酐还原制备。反应式为2B2O3+6Mg+C→B4C +6MgO，在1000～1200℃反应，最终产物需经过酸洗、热水洗涤以获得较纯且粒度细（0.1～5μm）、不含碳的碳化硼粉末。

生产方法

采用碳热还原法将石墨和煤粉碎后与硼酸按0.5：0.5：3的配料比球磨混匀，置于单相双极卧式电弧炉中，在1700～2300℃下进行碳化反应。出料冷却、破碎、挑选后用水洗至中性，再经热水洗涤、粗碎、磨粉、酸洗（温度不低于80℃，持续12小时）和水洗，最后通过沉降及串联水洗法分级、干燥、筛分制得碳化硼成品。反应式为4H3BO3+7C→B4C+6CO↑+6H2O。

用途

碳化硼主要用于硬质合金、宝石等硬质材料的磨削、研磨、钻孔及抛光，也可用于制造金属硼化物、冶炼硼钢和硼合金以及特殊焊接。此外，它还可用作防化学腐蚀陶器、耐磨工具等，并能加工宝石、陶瓷铸模、车刀和轴承。在原子反应堆中用作中子吸收剂或喷砂嘴及防弹材料。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  碳化硼 、 Trititanium oxide 、 甲烷 、 金刚砂,耐火砂 以 甲醇 为溶剂， 反应 25.0h， 生成
  参考文献：
  名称：

  BORON CARBIDE BASED SINTERED COMPACT AND METHOD FOR PREPARATION THEREOF

  摘要：

  一种硼化碳基烧结体，其四点弯曲强度至少为400 MPa，断裂韧性至少为2.8 MPa·m1/2，具有以下两种优选实施方式。 （1）硼化碳-二硼化钛烧结体，通过在加压条件下反应烧结B4C粉末，TiO2粉末和C粉末的混合粉末得到，其中硼化碳占95至70摩尔％，二硼化钛占5至30摩尔％，硼化碳的最大粒径不超过5μm。 （2）硼化碳-二硼化铬烧结体，含有10至25摩尔％的CrB2在B4C中，烧结体的相对密度至少为90％，烧结体中的硼化碳颗粒的最大粒径不超过100μm，硼化碳颗粒从10至100μm的丰度比（面积比）与最大粒径不超过5μm的硼化碳颗粒的丰度比（面积比）为0.02至0.6。

  公开号：

  US20070135292A1
• 作为产物：
  描述：

  硼酸三甲酯 生成 碳化硼 、 甲烷
  参考文献：
  名称：

  Formation of boron carbide under the action of low-voltage nonstationary electrical discharges on trialkyl orthoborates

  摘要：

  Application of a low-voltage nonstationary electric arc to trialkyl orthoborates at low medium temperatures (<= 130 degrees C) leads to boron carbide and carbon as the main products.

  DOI：

  10.1016/j.mencom.2013.11.008

文献信息

• Boron containing multilayer coatings and method of fabrication
  申请人：Regents of the University of California

  公开号：US05670252A1

  公开（公告）日：1997-09-23

  Hard coatings are fabricated from multilayer boron/boron carbide, boron carbide/cubic boron nitride, and boron/boron nitride/boron carbide, and the fabrication thereof involves magnetron sputtering in a selected atmosphere. These hard coatings may be applied to tools and engine and other parts, as well to reduce wear on tribological surfaces and electronic devices. These boron coatings contain no morphological growth features. For example, the boron and boron carbide used in forming the multilayers are formed in an inert (e.g. argon) atmosphere, while the cubic boron nitride is formed in a reactive (e.g. nitrogen) atmosphere. The multilayer boron/boron carbide, and boron carbide/cubic boron nitride is produced by depositing alternate layers of boron, cubic boron nitride or boron carbide, with the alternate layers having a thickness of 1 nanometer to 1 micrometer, and at least the interfaces of the layers may be of a discrete or a blended or graded composition.

  硬涂层是由多层硼/碳化硼、碳化硼/立方氮化硼和硼/氮化硼/碳化硼制成的，其制造涉及在选定的气氛中磁控溅射。这些硬涂层可应用于工具、发动机和其他零件，以减少摩擦表面和电子设备的磨损。这些硼涂层不含形态生长特征。例如，用于形成多层的硼和碳化硼是在惰性气氛（例如氩气）中形成的，而立方氮化硼是在反应性气氛（例如氮气）中形成的。多层硼/碳化硼和碳化硼/立方氮化硼是通过交替沉积厚度为1纳米至1微米的硼、立方氮化硼或碳化硼的交替层来制备的，至少层之间的接口可以是离散的、混合的或分级的组成。
• Boron carbide based sintered compact and method for preparation thereof
  申请人：Hirao Kiyoshi

  公开号：US20050059541A1

  公开（公告）日：2005-03-17

  A boron carbide based sintered body having a four-point flexural strength of at least 400 MPa and a fracture toughness of at least 2.8 MPa·m 1/2 , which has the following two preferred embodiments. (1) A boron carbide-titanium diboride sintered body obtained by sintering a mixed powder of a B 4 C powder, a TiO 2 powder and a C powder while reacting them under a pressurized condition and comprising from 95 to 70 mol % of boron carbide and from 5 to 30 mol % of titanium diboride, wherein the boron carbide has a maximum particle diameter of at most 5 μm. (2) A boron carbide-chromium diboride sintered body containing from 10 to 25 mol % of CrB 2 in B 4 C, wherein the sintered body has a relative density of at least 90%, boron carbide particles in the sintered body have a maximum particle diameter of at most 100 μm, and the abundance ratio (area ratio) of boron carbide particles of from 10 to 100 μm to boron carbide particles having a particle diameter of at most 5 μm, is from 0.02 to 0.6.

  一种以碳化硼为基础的烧结体，其四点弯曲强度至少为400 MPa，断裂韧性至少为2.8 MPa·m1/2，具有以下两种首选实施方式。 (1) 通过在加压条件下反应混合的B4C粉末、TiO2粉末和C粉末的混合粉末而得到的碳化硼-二硼化钛烧结体，其中碳化硼的摄入量为95至70摩尔％，二硼化钛的摄入量为5至30摩尔％，其中碳化硼的最大粒径不超过5μm。 (2) 一种碳化硼-二硼化铬烧结体，其中含有10至25摩尔％的CrB2在B4C中，烧结体的相对密度至少为90％，烧结体中的碳化硼粒子的最大粒径不超过100μm，并且具有直径不超过5μm的碳化硼粒子的10至100μm的丰度比（面积比）为0.02至0.6。
• Boron carbide as an effective Friedel-Crafts type catalyst
  申请人：Dumas Edward Philip

  公开号：US20060281940A1

  公开（公告）日：2006-12-14

  The compound boron carbide, B 4 C, is an effective catalyst for the alkylation and acylation of aromatics to produce polybenzyls, ketones, esters and alkyl benzenes. The catalyst boron carbide is also effective in conducting intramolecular Freidel-Crafts type reactions to produce cyclic ketones.

  化合物硼化碳（B4C）是芳香族烃的烷基化和酰化的有效催化剂，可产生聚苯基、酮、酯和烷基苯。催化剂硼化碳还可有效地进行分子内Freidel-Crafts型反应，产生环状酮。
• Formation of boron carbide under the action of low-voltage nonstationary electrical discharges on trialkyl orthoborates
  作者：Dmitry V. Demchuk、Alexey A. Grachev、Igor V. Mishin、Evgeny K. Starostin

  DOI：10.1016/j.mencom.2013.11.008

  日期：2013.11

  Application of a low-voltage nonstationary electric arc to trialkyl orthoborates at low medium temperatures (<= 130 degrees C) leads to boron carbide and carbon as the main products.
• BORON CARBIDE BASED SINTERED COMPACT AND METHOD FOR PREPARATION THEREOF
  申请人：Hirao Kiyoshi

  公开号：US20080063583A1

  公开（公告）日：2008-03-13

  A boron carbide based sintered body having a four-point flexural strength of at least 400 MPa and a fracture toughness of at least 2.8 MPa·m 1/2 , which has the following two preferred embodiments. (1) A boron carbide-titanium diboride sintered body obtained by sintering a mixed powder of a B 4 C powder, a TiO 2 powder and a C powder while reacting them under a pressurized condition and comprising from 95 to 70 mol % of boron carbide and from 5 to 30 mol % of titanium diboride, wherein the boron carbide has a maximum particle diameter of at most 5 μm. (2) A boron carbide-chromium diboride sintered body containing from 10 to 25 mol % of CrB 2 in B 4 C, wherein the sintered body has a relative density of at least 90%, boron carbide particles in the sintered body have a maximum particle diameter of at most 100 μm, and the abundance ratio (area ratio) of boron carbide particles of from 10 to 100 μm to boron carbide particles having a particle diameter of at most 5 μm, is from 0.02 to 0.6.

  一种硼碳化物基烧结体，其四点弯曲强度至少为400 MPa，断裂韧性至少为2.8 MPa·m1/2，具有以下两种优选实施方式。(1) 通过在加压条件下反应烧结B4C粉末、TiO2粉末和C粉末的混合粉末获得的硼碳化物-二硼化钛烧结体，其中硼碳化物占95-70摩尔％，二硼化钛占5-30摩尔％，硼碳化物的最大颗粒直径不超过5 μm。(2) 含有10-25摩尔％CrB2的B4C的硼碳化物-二硼化铬烧结体，其中烧结体的相对密度至少为90％，烧结体中的硼碳化物颗粒的最大直径不超过100 μm，而具有直径不超过5 μm的硼碳化物颗粒的丰度比(面积比)为0.02至0.6。

表征谱图