硼酸铝晶须

物理性质

1.性状：极微细的单结晶。组成式为xAl2O3·yB2O3。常有三种形态的化合物：9Al2O3·2B2O3，2Al2O3·B2O3，Al2O3·B2O3。Al2O3·B2O3存在于天然矿物中。工业晶须为9Al2O3·2B2O3。白色粉末。

作用与用途

密度为2.93g/cm3，熔点为1440～1460℃，耐热温度1200℃，莫氏硬度为7，拉伸强度为7.84GPa，拉伸弹性模量为392GPa。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1mol/L盐酸中、70℃下稳定)、电绝缘性和中子吸收性能。硼酸铝晶须具备高于钛酸钾晶须的弹性率和强度。

性质与稳定性

1.硼酸铝晶须性能稳定、机械性能优越、可适用性大。可作为塑料、金属和陶瓷等的补强材料，用于航天、航空、建材、汽车等领域。用作增强材料时，对模具磨损小，对微小复杂形状的塑料制品的增强作用更明显，当达到30%（重量）含量时，机械强度可增强1倍以上，而拉伸弹性模量可增大两倍以上。用作轻金属的增强材料，拉伸强度可增强3倍以上。硼酸铝晶须还可用于耐火阻燃涂层、催化剂基体材料、电子材料及电磁波屏蔽材料。硼酸铝晶须对中子的吸收能力强， 防止因核变反应引起的中子辐射。
2.可用作塑料、金属和陶瓷等的补强材料。作为塑料补强剂使用时，与玻璃纤维相比，对微小、复杂形状的塑料成型品可以起到补强作用，赋予制品等方向性。亦可作聚碳酸酯树脂的补强材料。

合成方法

1.硼酸铝晶须的制备方法主要有气相法、熔融法、助融法等。熔融法是将氧化铝和硼酸或氧化硼混合，在2100℃下熔融，然后冷却，成长为晶须。气相法是在1000～1400℃下，将水蒸气通入到气体状态的氟化铝和氧化硼中，得到硼酸铝晶须。 熔融法是将氧化铝与氧化硼在1200～1400℃下反应，氧化硼同时起助熔剂的作用，最终得到硼酸铝晶须。该法只能得到大尺寸的晶须。由于氧化硼同时起助熔剂作用，使生成的晶须熔解，吸收率降低。或者在氧化铝和氧化硼中加入助熔剂(如碱金属氯化物、硫酸盐或碳酸盐)，在1000～1200℃下成长为晶须。反应后，用水处理，除去助熔剂，分离出晶须。水热法是先制备硼酸铝凝胶，再对凝胶进行水热处理，制得硼酸铝晶须。
2.熔融法　氧化铝和硼酸或氧化硼混合，在2100℃下熔融，然后冷却，成长为晶须。
3.气相法　在1000～1400℃下，将水蒸气通入到气体状态的氟化铝和氧化硼中，得到硼酸铝晶须。该法不易操作。
4.内部熔融法　将氧化铝或者在高温下生成氧化铝的化合物与氧化硼在1200～1400℃下反应，氧化硼同时起助熔剂的作用。最终得到硼酸铝晶须。该法只能得到大尺寸的晶须。并且，由于氧化硼同时起助熔剂作用，使生成的晶须熔解，收率降低。
5.外部熔融法　1000℃以上，在氧化铝和产生氧化硼的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）。在1000～１1200℃下，成长为晶须。反应后，用水处理，除去助熔剂，分离出晶须。反应温度为800～1000℃时，得到硼酸铝晶须。
6.以三碱硫酸铝［Ｍ３Ａｌ（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，以铝和硼的摩尔比为６∶４～９∶２进行混合，该混合物在700～1200℃范围内反应，得到硼酸铝晶须。