硼酸铝晶须 | 61279-70-7

• 物质功能分类: 无机化工 - 无机盐 - 硼化物、硼酸盐和过硼酸盐
• 分子结构分类: 无机化合物 - 混合金属/非金属化合物 - 后过渡金属有机物
• 中文名称: 硼酸铝晶须
• 中文别名: 硼酸铝
• 英文名称: Alumanyloxy(oxo)borane
• CAS: 61279-70-7
• 化学式: AlBH₂O₂
• 分子量: 71.81
• InChiKey: CYJOTBAHXQQVKI-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 稳定性/保质期：
  密度为2.93 g/cm³，熔点为1440～1460℃，耐热温度可达1200℃，莫氏硬度为7，拉伸强度为7.84 GPa，拉伸弹性模量为392 GPa。它具有高的弹性率、良好的机械强度、耐热性、耐化学药品性、耐酸性（在1 mol/L 盐酸中、70℃下稳定）以及电绝缘性和中子吸收性能。硼酸铝晶须的弹性率和强度均高于钛酸钾晶须。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -1.48
• 重原子数：
  4
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  26.3
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  2

安全信息

• 海关编码：
  2840200000

制备方法与用途

化学性质

极微细的单结晶体。一般式为 nAl₂O₃?mB₂O₃。天然矿物中通常以 9Al₂O₃?2B₂O₃、2Al₂O₃?B₂O₃ 和 Al₂O₃?B₂O₃ 三种形态存在。工业化晶须为 9Al₂O₃?2B₂O₃，相对密度为 2.93，熔点达 1440℃，耐热温度为 1200℃，莫氏硬度为 7。其化学性质基本呈中性，并且具有较高的弹性模量、良好的机械强度、耐热性、耐化学品性和耐酸性（在 1 mol/L 盐酸中，在 70℃下保持稳定）、电绝缘性和中子吸收性能。硼酸铝晶须的弹性率和强度均高于钛酸钾晶须，其弹性模量为 392000 MPa，拉伸强度为 7840 MPa。

用途

可用作塑料、金属及陶瓷等材料的强化剂。作为塑料补强剂时，相较于玻璃纤维，它能增强微小复杂形状塑料成型品的强度，并赋予制品方向性。此外，也可用于聚碳酸酯树脂的强化。

生产方法

• 熔融法：将氧化铝和硼酸或氧化硼混合，在 2100℃下熔融，冷却后成长晶须。

  • 该方法只能生长出数十微米以上的晶须。

• 气相法：在 1000～1400℃的温度下，将水蒸气通入氟化铝和氧化硼的气体中生成硼酸铝晶须。

  • 方法操作较为复杂。

• 内部熔融法：在 1200～1400℃下使氧化铝与氧化硼反应，其中氧化硼充当助熔剂。

  • 只能得到大尺寸的晶须。同时由于氧化硼的作用，生成的晶须溶解，收率较低。

• 外部熔融法：在 1000℃以上时，在氧化铝和产生氧化硼原料中加入与反应无关的助熔剂（如碱金属氯化物、硫酸盐或碳酸盐），并在 1000～1200℃下生长晶须。随后用水处理以去除助熔剂，分离出晶须。

  • 反应温度为 800～1000℃时可得到 2Al₂O₃?B₂O₃ 晶须。
  • 该方法反应温度较低、能耗低且收率较高。在工业上通常采用此法。

• **以三碱硫酸铝[M₃AI(SO₄)₃]（M 为碱金属）与硼的氧化物、含氧酸或碱金属硼酸盐为原料，将铝和硼的摩尔比控制在6:4～9:2之间进行混合，在700～1200℃范围内反应得到硼酸铝晶须。