[科普中国]-硼酸镁晶须

硼酸镁晶须于1953年作为天然矿物“suanite”在韩国南部首次被发现。到20世纪60年代，已经合成出片状和棱柱状的硼酸镁晶体。它的价格仅是碳化硅晶须的1/20～1/30，是当今复合材料最有希望广泛应用的晶须之一。1

硼酸镁晶须性能指标

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硼酸镁晶须的发展现状硼酸镁晶须是在1953年作为天然矿物“suanite”在韩国南部首次被 发现的，suanite是一种单晶的晶须团块形式。到60年代，人们已经合成出片状和棱柱状的硼酸镁晶须。80年代之前，单晶的、三晶的硼酸镁晶须都已经合成出来，但不是晶须状形式。直到80年代，日本四国工业技术研究所成功合成晶须状硼酸镁。

从硼酸镁晶须合成后，美国，日本已经成功将晶须用于航空航天，军事，汽车等一系列行业，我国的硼酸镁晶须却一直于实验室状态。直到2010年10月，青海中信国安科技发展有限公司成都分公司经过不懈努力建成国内第一条年产600吨硼酸镁晶须的生产线，并以顺利投入试生产，填补了该产品产业化生产的国内空白，为中国复合材料工业的发展跨出了决定性的一步。2

硼酸镁晶须制备方法硼酸镁晶须的制备主要有2种方法，一种是以氧化镁、硼酸为原料，在氯化钾助熔剂存在下进行熔融，得到不含块状物的晶须，晶须大小采用添加晶种的方式进行控制；另外一种是以氯化镁和硼酸为原料；经充分混合，添加适量水混炼成型，在750-950℃的温度下，加热1-50h，使晶须成长，得到的硼酸镁晶须生成物冷却后用水处理即可。2

硼酸镁晶须性能与用途硼酸镁晶须具有轻量化、高强度、高弹性模量、高硬度，耐高温、耐腐蚀以及良好的机械强度和电绝缘性等优异性能，无毒无害无污染。其用途主要是作为材料增强体，可增强增韧聚合物基(如塑料、树脂)、金属基（如铝基、镁基）、陶瓷基等复合材料。

（一）塑料增强

硼酸镁晶须增强塑料成型流动性好，接近于无填充的树脂，晶须可达到部件的任意角落，并且表面平洁光滑，成型精度高，部件尺寸稳定性强。机械加工性能优越，其增强的工程塑料适宜制作精小的零部件和超薄部件，如手表，照相机等的内部塑件和耐磨部件，如滑轮，轴承及体育用品；硼酸镁晶须耐强碱，在溶剂中具有良好的分散性，适合进一步表面处理。

（二）镁、铝合金增强

硼酸镁晶须具有优良的力学性能，其耐热性应用在铝、镁基合金中，能使铝基、镁基合金材料力学性能显著提高,可利用其轻质、高韧、耐磨、耐蚀的特点,将其应用到如发动机活塞、连杆、压缩机气缸、摩擦片等耐热、耐磨部件上。

（三） 陶瓷基复合材料增强

硼酸镁晶须用于增强陶瓷和玻璃可提高材料的冲击强度、弹性模量、硬度和拉伸强度等。到目前为止，晶须增强增韧的陶瓷材料已成功地应用在切削刀具、耐磨件、宇航及军用零件上。

（四）用途广泛：在发达国家以晶须增强的复合材料被广泛应用在军事、航空航天材料、建筑、机械、桥梁、汽车、高分子材料、体育器材以及铝基、镁基合金增强；塑料复合材料增强；陶瓷复合材料增强；高分子材料增强等领域。2

硼酸镁晶须与其它晶须比较与钛酸钾晶须相比目前的研究结果表明，增强塑料方面，硼酸镁晶须比钛酸钾晶须具有更好的性能，增强镁、铝基金属材料时，硼酸镁晶须可提高弹性模量10%-50%。2

与玻璃纤维相比纤维增强是塑料改性的重要方法之一，硼酸镁晶须和玻璃纤维均能有效地提高塑料的综合性能。以玻璃纤维增强的塑料具有较低的密度、低廉的价格以及可以循环使用等优点，目前正逐步取代工程塑料与金属在汽车仪表板、汽车车身和底盘零件中的应用。

与玻璃纤维相比，硼酸镁晶须的模塑制品具有更高的精度、尺寸稳定性和表面光洁度，适用于制备各种形状复杂的部件、轻质高强度阻燃部件和电子电器部件。作为一种改性剂，硼酸镁晶须能大幅度提高基体的强度、刚度、抗冲击和阻燃性能。因此，硼酸镁晶须在塑料增强改性中的应用越来越受到重视。2

硼酸镁晶须增强体以氯化镁、硼酸、氢氧化钠为原料，氯化钾、氯化钠或氯化钙为助溶剂，经常温混合及高温烧结而制得的晶须状增强材料。2

结束语硼酸镁晶须将以性能价格比高的特点出现在复合材料市场上,在航天航空先进复合材料技术的民用化进程中，硼酸镁晶须增强材料的开发将起着关键作用。随着社会对轻质、高效材料的需求越来越大，硼酸镁晶须产品，将会展现出极为广阔的应用前景。2

本词条内容贡献者为:

耿彩芳 - 副教授 - 中国矿业大学