Qu’est-ce que l’oxyde de bore ?
L’oxyde de bore est un composé contenant du bore et de l’oxygène.
Plusieurs types ont été signalés, notamment B2O2, B4O3 et B4O5, mais l’oxyde de bore désigne généralement le trioxyde de bore dont la formule chimique est B2O3. Il est également connu sous le nom de trioxyde de dibore et d’acide borique anhydre.
Il est incolore, non cristallisant et hygroscopique. En vertu de la loi sur la santé et la sécurité au travail, il est classé comme une substance dangereuse et toxique qui doit être étiquetée ou notifiée par son nom (substance dangereuse/toxique nommée). En vertu de la loi sur la promotion de la gestion des substances chimiques (loi PRTR), il est classé comme substance chimique désignée de classe 1.
Utilisations de l’oxyde de bore
L’oxyde de bore est utilisé comme fondant et agent de nettoyage dans la fabrication de tubes à essai, de verre optique et d’autres verres spéciaux. En effet, l’oxyde de bore offre des avantages tels qu’un point de fusion plus bas, une résistance à la chaleur et une résistance mécanique améliorées, ainsi qu’une meilleure résistance à l’eau et aux produits chimiques.
La combinaison de l’oxyde de bore avec de petites quantités de nitrure de bore en fait également un liant pour les céramiques. L’oxyde de bore est également utilisé comme catalyseur dans d’autres applications, notamment dans la réaction et la synthèse de composés organiques et dans la fabrication de briques réfractaires.
Propriétés de l’oxyde de bore
Le poids moléculaire de l’oxyde de bore est de 69,62 et son numéro CAS est 1303-86-2. Son point de fusion est d’environ 450 °C et son point d’ébullition d’environ 1860 °C. Sa densité est de 2,46 pour les cristaux et de 1,8 pour les non cristaux. Il est obtenu par déshydratation de l’acide borique (B(OH)3). L’acide borique (acide orthoborique) est obtenu en traitant le borax avec de l’acide sulfurique. Le borax est du tétraborate de sodium (Na2B4O7) décahydraté.
Autres informations sur l’oxyde de bore
1. L’oxyde de bore comme matière première du verre
Verre borosilicaté
Les verres fabriqués à partir d’oxyde de bore et de dioxyde de silicium sont appelés verres borosilicatés. Comme le silicium, le bore se combine à l’oxygène pour former des réseaux. Les verres borosilicatés, qui ne contiennent pas de composants alcalins et contiennent de l’alumine (Al2O3), sont utilisés comme verre de substrat pour les panneaux à cristaux liquides.
Verre poreux
L’oxyde de bore est également utilisé dans la production de verre poreux. Dans la production de verre poreux, un traitement thermique est effectué sur le verre de la composition appropriée composée de SiO2-B2O3-Na2O pour séparer la phase SiO2 de la phase B2O3-Na2O. Un traitement acide permet d’éliminer la phase B2O3-Na2O et d’obtenir un verre poreux avec un squelette de SiO2. Pour obtenir des verres poreux, il faut utiliser la bonne composition et le bon traitement thermique, et une phase fractionnée due à la décomposition spinodale doit se produire.
2. Synthèse de céramiques oxyde bore
Une méthode de synthèse de poudres céramiques non-oxydes contenant du bore est la réduction thermique du carbone de l’oxyde de bore. Cette méthode permet d’obtenir, par exemple, du carbure de bore (B4C), du nitrure de bore (BN) et de l’hexaborure de lanthane (LaB6). Comme il s’agit d’une réaction en phase solide et endothermique, elle nécessite des températures élevées.
3. Minerais contenant de l’oxyde de bore
Outre le borax, les minerais contenant de l’oxyde de bore sont les suivants. Chacun d’eux contient de l’oxyde de bore dans des proportions différentes.
- Caernstone (Na2O, 2B2O3, 4H2O)
- Borite de cendres de charbon (Na2O, 2B2O3, 10H2O)
- Borite de cendres (Colemanite) (Na2O, 2CaO, 5B2O3, 16H2O)
- Borite (B2O3, 3H2O)
- Borite (5MgO, MgCl2, 7B2O3)
- Pierre de Van der Ma (5CaO, 6B2O3, 6H2O)
- Hydroborosite (CaO, MgO, 3B2O3, 6H2O)
- Kotoishi (3MgO-B2O3)
- Pierre de Dumbry (CaO-B2O3)
- Pierre de Cyberi (5MgO, 2B2O3, 1.5H2O)
- Pierre de Rood-Bigg (3MgO, B2O3, FeO, Fe2O3)
L’acide borique obtenu en faisant réagir ces minerais avec de l’acide chlorhydrique peut être chauffé au-dessus de 413 K pour obtenir de l’oxyde de bore. Le bore amorphe peut être obtenu en ajoutant du magnésium à l’oxyde de bore et en le chauffant à environ 1273 K. Pour obtenir du bore amorphe de plus grande pureté, on obtient du chlorure de bore (BCl3) en faisant réagir du chlore et de l’oxyde de bore avec du carbone comme activateur, puis en chauffant à plus de 1273 K avec de l’hydrogène en circulation.