硼酸鎂晶須

硼酸鎂晶須於1953年作為天然礦物“suanite”在韓國南部首次被發現。到20世紀60年代，已經合成出片狀和稜柱狀的硼酸鎂晶體。它的價格僅是碳化矽晶須的1/20～1/30，是當今複合材料最有希望廣泛套用的晶須之一。

基本介紹

• 中文名：硼酸鎂晶須
• 別名：焦硼酸鎂晶須
• 化學式：Mg2B2O5
• 發現時間：1953年
• 發現物質：天然礦物“suanite”
• 國家：韓國
• 區域：南部

性能指標

分子式	Mg2B2O5	分子量	150.25
化學性質	耐腐蝕、不溶水	外觀性狀	白色固體粉末
長度/直徑	30-50	熔點	1360℃
相對密度	2.91	莫氏硬度	5.5
彈性模量	264.6Gpa	拉伸強度	3.92Gpa

發展現狀

硼酸鎂晶須是在1953年作為天然礦物“suanite”在韓國南部首次被 發現的，suanite是一種單晶的晶須團塊形式。到60年代，人們已經合成出片狀和稜柱狀的硼酸鎂晶須。80年代之前，單晶的、三晶的硼酸鎂晶須都已經合成出來，但不是晶須狀形式。直到80年代，日本四國工業技術研究所成功合成晶須狀硼酸鎂。

從硼酸鎂晶須合成後，美國，日本已經成功將晶須用於航空航天，軍事，汽車等一系列行業，我國的硼酸鎂晶須卻一直於實驗室狀態。直到2010年10月，青海中信國安科技發展有限公司成都分公司經過不懈努力建成國內第一條年產600噸硼酸鎂晶須的生產線，並以順利投入試生產，填補了該產品產業化生產的國內空白，為中國複合材料工業的發展跨出了決定性的一步。

製備方法

硼酸鎂晶須的製備主要有2種方法，一種是以氧化鎂、硼酸為原料，在氯化鉀助熔劑存在下進行熔融，得到不含塊狀物的晶須，晶須大小採用添加晶種的方式進行控制；另外一種是以氯化鎂和硼酸為原料；經充分混合，添加適量水混煉成型，在750-950℃的溫度下，加熱1-50h，使晶須成長，得到的硼酸鎂晶鬚生成物冷卻後用水處理即可。

性能與用途

硼酸鎂晶須具有輕量化、高強度、高彈性模量、高硬度，耐高溫、耐腐蝕以及良好的機械強度和電絕緣性等優異性能，無毒無害無污染。其用途主要是作為材料增強體，可增強增韌聚合物基(如塑膠、樹脂)、金屬基（如鋁基、鎂基）、陶瓷基等複合材料。

（一）塑膠增強

硼酸鎂晶須增強塑膠成型流動性好，接近於無填充的樹脂，晶須可達到部件的任意角落，並且表面平潔光滑，成型精度高，部件尺寸穩定性強。機械加工性能優越，其增強的工程塑膠適宜製作精小的零部件和超薄部件，如手錶，照相機等的內部塑件和耐磨部件，如滑輪，軸承及體育用品；硼酸鎂晶須耐強鹼，在溶劑中具有良好的分散性，適合進一步表面處理。

（二）鎂、鋁合金增強

硼酸鎂晶須具有優良的力學性能，其耐熱性套用在鋁、鎂基合金中，能使鋁基、鎂基合金材料力學性能顯著提高,可利用其輕質、高韌、耐磨、耐蝕的特點,將其套用到如發動機活塞、連桿、壓縮機氣缸、摩擦片等耐熱、耐磨部件上。

（三） 陶瓷基複合材料增強

硼酸鎂晶須用於增強陶瓷和玻璃可提高材料的衝擊強度、彈性模量、硬度和拉伸強度等。到目前為止，晶須增強增韌的陶瓷材料已成功地套用在切削刀具、耐磨件、宇航及軍用零件上。

（四）用途廣泛：在已開發國家以晶須增強的複合材料被廣泛套用在軍事、航空航天材料、建築、機械、橋樑、汽車、高分子材料、體育器材以及鋁基、鎂基合金增強；塑膠複合材料增強；陶瓷複合材料增強；高分子材料增強等領域。

相似產品比較

硼酸鎂晶須與其它晶須比較

與鈦酸鉀晶須相比

目前的研究結果表明，增強塑膠方面，硼酸鎂晶須比鈦酸鉀晶須具有更好的性能，增強鎂、鋁基金屬材料時，硼酸鎂晶須可提高彈性模量10%-50%。

比較

與玻璃纖維相比

纖維增強是塑膠改性的重要方法之一，硼酸鎂晶須和玻璃纖維均能有效地提高塑膠的綜合性能。以玻璃纖維增強的塑膠具有較低的密度、低廉的價格以及可以循環使用等優點，目前正逐步取代工程塑膠與金屬在汽車儀錶板、汽車車身和底盤零件中的套用。

與玻璃纖維相比，硼酸鎂晶須的模塑製品具有更高的精度、尺寸穩定性和表面光潔度，適用於製備各種形狀複雜的部件、輕質高強度阻燃部件和電子電器部件。作為一種改性劑，硼酸鎂晶須能大幅度提高基體的強度、剛度、抗衝擊和阻燃性能。因此，硼酸鎂晶須在塑膠增強改性中的套用越來越受到重視。

增強材料

以氯化鎂、硼酸、氫氧化鈉為原料，氯化鉀、氯化鈉或氯化鈣為助溶劑，經常溫混合及高溫燒結而製得的晶須狀增強材料。

產品作用

硼酸鎂晶須將以性能價格比高的特點出現在複合材料市場上,在航天航空先進複合材料技術的民用化進程中，硼酸鎂晶須增強材料的開發將起著關鍵作用。隨著社會對輕質、高效材料的需求越來越大，硼酸鎂晶須產品，將會展現出極為廣闊的套用前景。