Bor Madeni Kullanım Alanları ve Önemi

Temizleme ve Beyazlatmada Kullanım

Modern deterjanlar birçok maddeden oluşur. Bunlardan yüzey aktif maddeler (sülfonatlar), suyun yüzey gerilimini düşürür. Böylece kumaşın ıslanmasını sağlar, yağ ve diğer lekeleri kumaştan uzaklaştırır. Deterjan geliştiriciler (zeolit), sert sularda kullanıldığı zaman kalsiyum ve magnezyum iyonlarını sudan uzaklaştırır. Böylece yüzey aktif maddesinin verimini artırır. Ağartıcılar (perborat ve hipoklorit), oksidasyon (elektronların bir atom ya da molekülden ayrılmasını sağlayan kimyasal tepkimedir) ile lekeleri uzaklaştırır. Ağartma aktivatörü TEAD (tetraacetyl ethylene daimine) veya sodyum tuzları, düşük sıcaklıkta ağartma verimini artırmak için kullanılır. Dünya deterjan endüstrisinde oksijen bazlı sodyum perborat ve sodyum hipoklorit olmak üzere iki ana ağartıcı kullanılmaktadır. Avrupa’da sodyum perborat ağartıcılı deterjanlar, ABD’de ise hipoklorit ağartıcılı deterjanlar kullanılmaktadır. Hipokloritlerin 40 ºC sıcaklıkta etkinliği yüksektir. Perborat ağartıcıların ise 60ºC sıcaklık üzerinde kullanıldıklarında etkinlikleri en yüksektir. Ancak 40ºC sıcaklıkta etkinliği düşüktür. Sodyum perboratın düşük sıcaklıkta etkinliği artırmak için yıkama süresi veya ağartıcı miktarı artırılabilir. Günümüzde perborat ağartıcıların 40°C sıcaklıktaki etkinliğini artırmak için aktivatörler (TEAD gibi) kullanılmaktadır .

Sodyum perborat ve sodyum hipoklorit ağartıcıların karşılaştırması.

Ağartıcı özelliği olan sodyum perborat; boraks ve hidrojen peroksitin birlikte reaksiyonu sonucu elde edilen beyaz, katı, kararlı bir bor bileşiğidir. Sodyum perborat tetrahidrat % 10,5 aktif oksijen içerir. Tetrahidratın dehidrasyonu ile üretilen sodyum perborat monohidrat % 15,5 aktif oksijen içerir. Ağartıcılar renkli toz ve sıvı deterjanlarda kullanılmaz. Klasik toz deterjanlarda %10P 25 sodyum perborat tetrahidrat bulunur. Sodyum perborat monohidrat şeklinde % 10 – 20 kompakt formülasyonunda yer alır. Günümüzde 60ºC üzerindeki yıkama sıcaklığı, 40ºC nin altına düşmüştür. Bunda en önemli faktör polyester ve sentetik elyafların kullanımının artmasıdır. Çünkü bu maddeler düşük sıcaklıkta yıkama gerektirir. Perborat ağartıcılar, düşük sıcaklıkta daha az etkindir. Bu yüzden aynı başarıyı almak için daha yüksek konsantrasyonlar gerekir (Roskill, 1999). Perboratlar aktif oksijen taşır. Perborat monohidrat deterjan üretiminde perborat tetrahidratın yerini almıştır. Çünkü monohidrat, soğuk suda tetrahidrattan daha fazla çözünmektedir (Lyday,1996).

Son yıllarda ağartıcı aktivatörlerin girişi, perborat ağartıcıların düşük sıcaklıkta kullanımını mümkün kılmıştır. Daha düşük yıkama sıcaklığı, kullanılan perboratın tipini belirler. Sodyum perborat tetrahidrat, monohidrat yapısından daha az çözünürdür. Çözünmezlik sebebiyle ağartma verimi yeterince hızlı değildir. Bu yüzden deterjan üreticileri tetrahidrattan daha pahalı olmasına rağmen monohidratı kullanmaktadırlar. ABD’de deterjanlarda klor bazlı ağartıcı kullanılmasına karşı çevresel baskı artmaktadır. Bu yüzden beyaz çamaşır deterjanlarında, perborat , bazlı ağartıcılara talep artmaktadır.

İnşaat ve Çimento Sanayinde Kullanım

Ülkemizde üretilen perlitin % 80 ‘i inşaat sektöründe ısı ve ses yalıtım malzemesi olarak kullanılmaktadırlar. Isı iletkenlik değerinin çok düşük olması, hafifliği, kullanılabilme ve işlenebilme kolaylılığı ısıya dayanımı, asit ve bazlara dayanıklılığı, bakteri barındırmayışı gibi birçok avantajları perliti inşaat sektöründe ideal bir yapı malzemesi durumuna getirmektedir.

İnşaat Endüstrisinde Isı ve Ses Yalıtım Amaçlı Uygulamaları

Genleştirilmiş perlit ısı ve ses yalıtımı sağlamak amacıyla serbest olarak duvar ve döşemelerde kullanılabilmektedir. Bu uygulamalarda genleştirilmiş perlit, çift cidarlı bir duvarın iki cidarı arasına serbest olarak doldurulur. İnorganik bir malzeme olan perlitin pH’ı 6 P 7 dolaylarındadır. Bu nedenle kimyasal olarak pasiftir, çürümez, böcek ve bakteriden etkilenmesi söz konusu değildir. Ayrıca ;

- şekillendirilmiş izolasyon malzemeleri (çatı ve zemin izolasyonlarında)

- Perlitli hafif yapı elemanları, tavan kiremitleri, boru izolasyonlarında da kullanılmaktadır.

Borun Çimento Endüstrisinde Kullanımı

Son zamanlarda çimento üretiminde, bor kullanımı betonun dayanıklılığını arttırıyor. Borlu çimento, özellikle "beton yol" ve "baraj" inşaatında tercih ediliyor.Borlu çimentonun beton yol yapımında kullanabilirliğini ve yol performansına etkisini araştımak üzere 1000 metresi Karadeniz Bölgesinde olmak üzere 1600 m beton yol yapılmıştır . Yapılan çalışmalarda borlu çimentonun potansiyel kullanım alanları belirlenmiştir :

Yüksek dayanım nedeniyle tünellerde ,barajlarda ve beton yollarda .

Düşük hidratasyon ısısı nedeniyle tüp geçitlerde,köprülerde,barajlarda.

Nükleer enerji santrallerinin inşasında ve güvenli olarak atık depolanmasında.

Özel amaçlı olarak(hastanelerin röntgen odalarında, askeriyenin depolama

bölümlerinde).

Yüksek binaların inşasında.

Yanmayı Önleyici/Geciktirici Malzeme Olarak Kullanımı

Polietilenik polimerler, ev eşyaları, tasıma, elektrik mühendisliği gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Bu polimerler kimyasal bileşimi nedeniyle kolayca alevlenebilmektedir. Bu yüzden alev geciktiriciler söz konusu polimerler için önemli bir gereklilik haline gelmiştir. Bir çok alev geciktirici madde vardır. Günümüzde bu amaçla halojen bileşikleri yaygın olarak kullanılmaktadır; ancak korozif (aşındırıcı) olması, yanma ürünlerinin ve dumanının zehirli olması dikkatleri bu alana çekmiştir. Sonuç olarak bu endüstrideki sektörler, halojen içermeyen çinko borat, alüminyum hidroksit veya magnezyum hidroksit gibi alev geciktiriciler ile ilgilenmektedirler. Çinko boratlar, alüminyum hidroksit ve magnezyum hidroksit dolgulu PVA(polivinil asetatPpolimer türü) ile birlikte çalışan alev geciktiricilerdir Boratlar, yanmayı geciktirici özelliğinden dolayı, cam elyafı halinde tekstil üretiminde kullanılır. Alev geciktiriciler, malzemelerin alev alabilme seviyesini azaltmak için kullanılmaktadır. Alevlenebilmenin azaltılması malzemeye alev geciktiricilerin ilavesiyle olur. Alev geciktiriciler, tutuşmayı ve alevin yayılmasını önlerler. Çinkoborat, borik asit ile çinko oksidin reaksiyonu sonucu üretilen bir bor bileşiğidir. Çinkoboratın, alümina hidratlar ile birlikte alev geciktirici olarak kullanımı artmaktadır. Çünkü bu iki malzeme üretim sırasında yanarak kömür halinde halojen vermez ve yanma durumunda az bir duman ve toksit içerir. Boratlar, değişik malzemelerde alev geciktirici olarak kullanılır. Boratlar eriyerek malzemenin üzerini kaplar ve oksijenle alevin temasını keserek alev almayı önler. Çinko boratlar, plastiklerde kullanılır. Çinko boratlar, borik asit, boraks pentahidrat ve boraks dekahidrat gibi çözünen boratlar selülozik malzemelerde işlenerek kullanılır. Son elli yılda kaplamalar ve polimerlerde alev geciktirici olarak kullanılan hidrate boratlar geliştirilmiştir. Çinko boratların, dünyada yılda birkaç bin ton civarında yaygın bir tüketimi vardır. Çinko boratların en yaygın kullanım yeri vinil plastiklerdir. Vinil plastiklerde çinko boratlar tek baslarına kullanılmakta veya plastiğe antimon oksit gibi diğer alev geciktiricilerle birlikte eklenmektedir.

Nükleer Uygulamalarda Kullanım

Atom Reaktörlerinde

Borlu çelikler, titan P bor alaşımları, borkarbürler veya boral reaktörlerde nötron akımı işinde kullanılır. Paslanmaz borlu çelik (% 5 B), nötron soğurucu olarak tercih edilir. Borlu çubuklar daha çabuk ve düzenli yanar. Bor daha çok seyyar reaktörlerde, yani nötronların soğurulmasının gerekli olduğu yerlerde tercih edilir. Esaslı bir koruyucudur. B 10 izotopu, bor’ a göre 10 kat büyük soğurma kesitine sahip 22 olduğundan aynı amaç için tercihen kullanılır. B 11 izotopu ise, küçük soğurma kesitli olduğundan, aktif elemanın korunması ve reaktörün kaplanması işlerinde kullanılır. Atom reaktörlerinin kontrol sistemleri ile soğutma havuzlarında ve reaktörün alarm ile kapatılmasında (B10) bor kullanılır. Aynı zamanda, nükleer atıkların depolanması için kolemanit kullanılmaktadır

Nötron Absorpsiyonunda

Atom reaktörlerinde kontrol işlemleri için kullanılan çubuklar, yüksek dayanımlı bir çelikveya alaşımdan üretilir. Tercih edilen malzeme, bor, kadmiyum, hafniyumdur. Bor, atom ağırlığının ve yoğunluğunun düşük olması nedeniyle tercih edilir. Ağırlıkça kadmiyuma göre üç kat daha avantajlıdır. Ayrıca 2300 °C’ lik yüksek erime sıcaklığı (kadmiyumunki 321 °C) ve kimyasal dayanıklılığı reaktör tekniğinde avantajlı bir durumdur. Nötron bombardımanı neticesi istenmeyen radyoaktif bileşimler oluşturmaz. Borun çok zayıf bir gama radyasyonu vardır. Kadmiyum ise nötron bombardımanından sonra 6 MeV şiddetinde gama ışınları yayar ve dayanıksız 4 izotop verir. 100.000 kW’ lik bir reaktörde kontrol işlemleri için 50 kg bor yeterlidir. Norveç’ deki Boiling Water reaktörü bir deneme sırasında bor asidi ile boğularak faaliyeti bir anda tamamen durdurulabilmiştir.Bor atom çekirdeği, nötronlara karşı oldukça duyarlı olup, onları çok fazla yutabilme niteliğine sahip olduğundan, özellikle nükleer santrallerde kontrol malzemesi olarak kullanılmaktadır . Borkarbür; Atom reaktörlerinde borkarbürden yapılan borular emniyet çubuğu olarak kullanılır. Enerji ayarında kullanılan çubuklar, suyla soğutulan bor karbür çubuklarıdır. B 10 atomları, nötron absorbe ederek Li ve He gazı yayınlar. C 12 ve B 11 atomları nötron moderatörü olarak iş görür. Borkarbür, radyoaktif ışınların etkisi ile önce sertliğini kaybeder, daha sonra parçalanarak ufalanır ve bu arada % 36 kadar zayiat verir. Atom reaktörlerinde bornitrür kullanılması halinde ortaya çıkan Li, malzeme içinde kalmakta, He ise soğutma görevi yapan Na tarafından tutularak zararsız hale getirilmektedir. Bu gaz, reaktörlerde emniyet gazı olarak kullanılır. Donanımlarının ucuz oluşu önemli bir avantajdır .Borun en stratejik ve ara hammaddesi özelliğinde olan bu malzemenin en önemli özellikleri, elmastan sonra ikinci sertliğe sahip olması ve nötron absorbsiyon yeteneğidir. Yüksek sıcaklığa karşı dayanımı diğer bor bileşiklerinin sentezlenmesinde ara hammadde özelliğine sahip olmasını sağlamaktadır.

Nötron İzolatörü Olarak Kullanılması Boral ; % 65 Al, % 35 borkarbürden yapılmış büyük nötron kesitli bir malzemedir. Bu malzemeden yapılan 6.4 mm kalınlığındaki levha, 640 mm kalınlığındaki beton plâkların izolâsyon gücüne sahiptir. Bu malzemeyi üretmek için, B4C tozu, yeteri kadar alüminyumla karıştırılıp grafit potalarda 670 °C’ de eritilir. Elde edilen alaşım, 3 mm kalınlığındaki alüminyum levhalar arasında 600° C’ de haddelenir ve bu şekilde ince bir plâk elde edilir. Tavlamaya ihtiyaç yoktur. Plâğın ağırlığı çok azdır. Bu sebeple hem sabit, hem de gemi vs. reaktörlerinde kullanılır. Boral, kolay kesilmekte, delinmekte, vida açılmakta fakat zor kaynak edilebilmektedir. Boral, genellikle araştırma reaktörlerinde tercihen kullanılır. Yüksek güçlü sanayi rektörlerinde ortaya çıkan sıcaklık çok fazla olduğundan, boraksla kullanılan alüminyum amaca uygun cevap verememektedir. Boroksit ve alüminyumdan yapılan “Boroksal”, boral’ la aynı özelliktedir ve onun yerine kullanılır. Daha ucuzdur, fakat daha az bor atomu içerir.Elektrik direklerinde iletim hattıyla direk arasındaki yalıtımı sağlayan malzemedir. Genellikle porselen veya camdan yapılırlar.

Borlu Paslanmaz Çelik İzolasyon maksadıyla kullanılan % 1 borlu çelik, normal paslanmaz çeliğe göre 15 kat daha fazla nötron absorpsiyon kesidine sahiptir. 300 °C’ de suya çok dayanıklıdır (CrPNi çeliği gibi). Bu çelik kullanılarak reaktör in>aatında maliyetler büyük oranda azaltılır. Normal çelik, ferroborla birlikte indüksiyon fırınlarında eritilerek borlu çelikler üretilir. Haddeye ve dövmeye uygundur. Kaynağa çok uygun değildir. Bu nedenle daha çok perçin yapımında tercih edilir.

Nötron Odaları B 10 izotopu, borun kendisine göre çok büyük bir absorpsiyon kesidine sahiptir. Bu nitelik sayesinde sadece radyasyon izolatörü olarak kullanılmayıp, «bor odalarında» olduğu gibi, “nötron odaları” inşasında da kullanılır. Bu iyonizasyon odalarının iç yüzü, bor veya borlu bir malzeme ile kaplanmakta ya da oda, B P florürle doldurulmaktadır. Bu amaçla kullanılacak Borflorürü, Si – tetra florürden temizlemek gerekir. Ayrıca, B – florür su organik maddelere karşı dayanaksız olduğundan, odaları cam P metal konstrüksiyonla takviye gerekir. Borlu Reaktör Grafiti

Reaktörlerde moderator olarak kullanılan grafitin bor içeriği, en fazla %0,00002 olmalıdır. Aslında grafitte eser olarak bulunan bor ve B 10 izotopu, grafitle birlikte kuvvetli bir nötron absorblayıcıdır. Boru bu seviyede tutmak için grafit özel olarak eritilir .

Enerjide Kullanım

Bilimsel çalışmalar, bor ve bor bileşiklerini, hidrojen depolama ve üretiminde kullanılan bir enerji kaynağı konumuna getirmiştir. Bu sebeple, borun, hidrojen ve yakıt pili teknolojileri için önemi giderek artmıştır. Hidrojen, bir bor bileşiği olan sodyum bor hidrürden hiçbir zararlı yan ürün oluşmaksızın üretilebilmektedir. Sodyum borhidrür, ayrıca yakıt pilleri için potansiyel yakıt konumundadır. Bor, ayrıca element halinde, yüksek yanabilirliği sebebiyle doğrudan araçlar için motor yakıtı veya motor yakıtı katkı maddesi olarak da kullanılabilmektedir.

Borun Hidrojen Üretimi ve Depolanmasında Kullanımı Yapısında bor olup hidrojen adsorbe eden ve açığa çıkaran çeşitli maddeler olmasına rağmen, bu konuda söz sahibi olan bor bileşikleri borhidrürlerdir. Bunların içinde de sodyum borhidrür en önemlisidir (Owen, 2005). Sodyum borhidrür, Millennium Cell firması tarafından geliştirilen “Hydrogen on Demand (İhtiyaç anında hidrojen)” sistemi ile ticari değer kazanmıştır. Bu sistemde, sodyum borhidrür, su ile oda sıcaklığında yüksek basınç olmaksızın reaksiyona girmekte ve hidrojen üretmektedir. Bu reaksiyon, kontrol edilebilir bir ısı salmakta ve zararlı yan ürün ortaya çıkarmamaktadır (Fakioğlu ve diğ., 2004). “Hydrogen on Demand” sistemiyle hidrojen üretimi işleminin reaksiyonu şu şekildedir:

(Katalizör)

NaBH4 (çöz) + 2H2O → 4H2 + NaBO2 (çöz) + Isı

“Hydrogen on Demand” sisteminde sodyum borhidrür çözeltisi bir yakıt tankında depolanır ve gerektiğinde minyatür bir reaktör içinde hidrojene dönüştürülür. Hidrojen üretimi, çözeltinin reaktör içinde bir katalizör ile kontrollü teması sayesinde kontrol edilir. Hidrojen gazı sonra yan ürün olarak olu>an sodyum meteborattan ayrılır. Hidrojen akımı sürekli nemlendirilir, çünkü reaksiyon ısısı suyun bir kısmını buharlaştırır. Hidrojen/su buharı akımı yakıt pili güç modülüne gönderilmeden önce opsiyonlu olarak ısı değiştiriciye gönderilerek nem miktarı ayarlanır. Yan ürün olan sodyum metaborat atılmak veya yeniden kazanım için kullanılmış yakıt sahasına gönderilir. Üretilen hidrojen gazı direk olarak sodyum borhidrürün reaktöre pompalanma hızı ile bağlantılıdır(Millenium Cell, 2006). Hidrojen üretim hızı kullanılan katalizör miktarı ile de orantılıdır. “Hydrogen on Demand” sisteminin avantajları şunlardır:

• Bu yöntemle hidrojen üretimi diğer kimyasal yöntemlere göre daha güvenli, kolay ve

kontrol edilebilir özelliğe sahiptir.

• Hacimsel ve kütlesel olarak depolanabilecek hidrojen miktarı yüksektir.

• Sodyum borhidrür çözeltisi yanıcı ppatlayıcı değildir.

• Hidrojen üretimi sadece katalizör varsa yapılır.

• Hidrojen üretim hızı kontrol edilebilir.

• Gaz halindeki yan ürün sadece su buharıdır.

• Reaksiyon ürünleri çevre için zararsızdır .

• Katalizör ve sodyum metaborat tekrar kullanılır .

“Hydrogen on Demand” sisteminin birçok avantajı olmasına rağmen, sistemle ilgili bazı problemler mevcuttur. Kullanılan katalizör oldukça pahalıdır. Sodyum borhidrürün kendisi de pahalı olup sistemin ekonomik olabilmesi sodyum borhidrür üretim maliyetinin düşmesine bağlıdır. 1 mol sodyum borhidrür üretmek için 4 mol sodyum metaline ihtiyaç duyulması üretimi etkileyen ana faktördür)şu an için, yakıt pili ile çalı>an bir arabada sodyum borhidrür maliyeti benzin maliyetinin 40 katıdır .

Bilim ve teknoloji çevrelerince yapılan petrol ve türevleri, methanol, metal hidrür likid hale getirilmiş yada sıkıştırılarak depolanmış hidrojenin; yakıt ağırlığı, güç kontrol güvenlik çevre ve maliyet açısından borhidrür ile yapılan bir karşılaştırmada; borhidrür’ün diğer enerji kaynaklarına inanılmaz bir üstünlük sağladığı görülmüştür Kısaca borhidrür diğer enerji kaynaklarına ve hidrojen eldesi ve stoklanması prosedürleri karşısında alternatifsiz bir konumda bulunmaktadır.

Sodyum borhidrür içindeki hidrojen elektrokimyasal yolla elektrik enerjisine dönüştürüldükten sonra ortaya çıkan sodyum metaborat tekrar işlenerek sodyum bor hidrüre dönüştürülebilmektedir. Bilim ve teknoloji çevreleri bir taraftan borhidrürün petrol ve türevleri yerine kullanımının bir çok avantajı olduğunu petrole dayalı dağıtım ve pazarlama sisteminin ve alt yapısının borhidrür kullanımına, keza dağıtım ve pazarlamasına uygun olduğu, alt yapıda herhangi bir değişiklik yapmanın gereksiz olduğunu vurgularlarken, borhidrür ve bundan hidrojen üretim maliyetlerinin petrol türevleriyle rahatlıkla rekabet edebileceğini ifade etmektedirler. Örneğin ABD’de Seaworthy Systems ve Millennium Cell tarafından yapılan çalışmalarda, günde 2.500 ton borhidrür üreten bir rafinerinin 200 milyon doların altında bir maliyetle inşaa edilebileceği. Bu kapasite rafinerinin her gün 900.000 yakıt pilli aracın yakıt ihtiyacını karşılayacağı ve bu rafineride üretilen borhidrüre taşıtılan 1 kg hidrojenin maliyetinin 2 dolar 34 sent olacağı ifade edilmektedir.

Borun Yakıt Pili Yakıtı Olarak Kullanımı

Merit firması tarafından yakıt olarak sodyum borhidrür kullanan Direct Borohydride Fuel Cell (DBFC) (Doğrudan borhidrürlü yakıt pili)” gelştirilmiştir. Doğrudan sodyum borhidrürlü yakıt pillinde, hidrojen üretim ara kademesi olmadan elektrik üretilmektedir. Hidrojen üretim ve depolama birimleri olmaksızın doğrudan sodyum borhidrür yakıt olarak kullanılmaktadır. Doğrudan sodyum borhidrürlü yakıt pili özellikle güç gereksinimi düşük olan taşınabilir sivil (telefon,radyo, küçük televizyon, el süpürgesi, vb) ve askeri (lokal aydınlatma (varta, vb), seyyar telsiz, telefon, elektronik harp cihazları (radyo alıcıları, vb), personel ısıtma,insansız araçlar, sensör vb.) uygulamalarda öneme sahiptir .Yakıt pillerinde hidrojen gazı yerine sodyum borhidrür kullanımının birçok avantajı vardır. Depolama problemi yoktur. Mobil uygulamalar için tehlikeli yüksek basınç tankları veya enerji tüketen soğutucu ekipmanlara gerek yoktur. Sodyum borhidrür yakıtı güvenlidir, düşük sıcaklıkta yanar, yüksek hidrojen kapasitesine sahiptir.

Borun Motor Yakıtı Olarak Kullanımı

Hidrojen gibi bazı metaller de enerji kaynağıdırlar ve yandıklarında hiçbirkirletici yan ürün vermeden enerji açığa çıkarırlar. Birim hacim başına hidrojenden daha fazla enerjiye sahiptirler .ortam sıcaklığı ve basıncında depolanıp taşınabilirler, motor içinde yanma performansları yüksektir (. Bir metal olarak bor, yandığı zaman diğer metallerden, petrolden ve hidrojenden daha fazla enerji açığa çıkarır (şekil 3). Bor yandığında, petrole göre 5 kez fazla enerji salar Motorlarda potansiyel kullanıma sahip bor yakıtı bor elementinden ibaretir. Motor içinde saf oksijen ile karıştırılır. Çok zor tutuşması sebebiyle güvenlidir ve kaza durumunda tehlike oluşturmaz. Bor, çok yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir; Borun içinde yanacağı ve yanma sonucu oluşan atığın koyulacağı tankların toplam hacmi sıvı hidrokarbon yakıt tankından daha büyük değildir . Dolayısıyla, bir araba için pratik bir yakıttır. Boru yakıt olarak kullanacak arabalar çevreye zararlı gaz çıkışı olmayacaktır. Borun yanması sonucu oluşan bor oksit bileşiği daha sonra tekrar bora dönüştürülebilmek için depolanabilecektir. Borun tutuşabilmesi için saf oksijen gereklidir .25 ºC den başlayarak 1 mol saf bor 0.75 mol saf oksijen ile 100 bar basınçta reaksiyona girerek yanma işlemi gerçekleşir. Borun yanma reaksiyonuşu şekilde yazılabilir:

B (katı) + 0.75 O2 → 0.5 B2O3 (camsı) eG=− 590.76 kJ/mol

(Cowan, 2004)

Bor yanma haznesine, hazne duvarındaki delikten kontrol edilebilir bir hızda

iplik halinde beslenir (şekil 4). Đplik hazne içinde sürekli yanar haldeki ateşle karşılaşır ve bor ipliği geldikçe yanma devam eder .Borun yanması saf oksijen ve yüksek basınç ile mümkün olduğundan oksijenin havadan ayrılması gerekir. Saf oksijenin havadan ayrılması sıcak metalik gümüş filtresi kullanılarak yapılır.Bor esaslı motor sisteminin otomobillerde kullanılabilmesi için daha da geliştirilmesi gerekmektedir. Problem, saf oksijenin düzenli olarak istenen miktarda nasıl sağlanacağıdır. Oksijeni gümüş filtreler ile saflaştırmak mümkün ise de, ¾ oranında saf oksijeni otomobilin hızına göre sürekli olarak sağlamak problemdir. Ayrıca, sistem henüz otomobil üzerinde uygulanmamış ve test sürüşü henüz yapılmamıştır.

Bor yakıtlı motor sisteminin temsili şeması

Borun Motor Yakıtı Katkı Maddesi Olarak Kullanımı

Metal yakıtlar, insansız araçlar ve savaş teknolojilerinde güçkaynağı olarak potansiyel kullanım alanına sahiptir .Metal bazlı yakıt, bünyesinde yüksek yanma sıcaklığı veren metal içerir. Roketlerdeki yüksek yakıt performansı yakıtın yanma sıcaklığının yüksek olması ile sağlanır. Bu konuda en önde gelen aday bordur. Metal hale getirilmiş bor, sıvı veya katı yakıtlara katkı maddesi olarak ilave edilebilir. Sıvı yakıtlara ilave edildiğinde homojen bir süspansiyon sağlamak için jelleştirici madde ilave edilirken, katı roket yakıtları için, metal tozu haline getirilip bir oksitleyici ve polimer olmayan yakıt ile karıştırılması gerekmektedir. Bor katı roket yakıtlarının yanma sıcaklığını artırır ve yanmada homojenlik sağlar. Bor bazlı yakıtlar 1950’lerden bu yana araştırılmakta olup, bazı askeri amaçlı ve ramjet itenekli füzelerde kullanılmıştır. 1950 li yıllarda Amerikan ordusu ZIP, HERMES, HEF gibi bor içeren yüksek enerjili yakıt projeleri geliştirilmiştir. Bu çalışmalar çok değerli bilim adamları ile yüksek gizlilik içinde yürütülmüştür “Valkyrie XBP70A” alarak adlandırılan, bor bazlı yakıt kullanan uzun menzilli bombardıman uçağı üretilmiştir. 1959’da milyar dolarlar harcanan bu borluyakıt projeleri iptal edilmiştir .Bugün, borun yakıt katkı maddesi olarak kullanımına dair çalışmalar devam etmektedir. Fransa’daki “ONERA” programı bunlardan biridir. Bu programda, hipersonik özellikteki ramjet itenekli füzeler geliştirilmektedir. Yapılan çalışmalar, borlu yakıtın, ramjete yüksek performanslı bir jet yakıtı olan kerosenden (gazyağı) bile daha fazla özgül darbe (Isp=Specipic Impulse) kazandırdığını göstermiştir .%55 borP%45 kerosen karışımlı yakıt bile sadece kerosenden oluşan yakıta göre %50P100 oranında özgül darbe artışı sağlamıştır .

Metalurji ve Makinede Kullanım Boratlar yüksek sıcaklıklarda düzgün, yapışkan, koruyucu ve temiz, çapaksız birsıvı oluşturma özelliği nedeniyle demir dışı metal sanayiinde koruyucu bir cüruf oluşturucu ve ergitmeyi hızlandırıcı madde olarak kullanılmaktadır.Bor bileşikleri,elektrolit kaplama sanayiinde, elektrolit elde edilmesinde sarf edilmektedir. Borik asitnikel kaplamada, fluoboratlar ve fluoborik asitler ise; kalay kurşun, bakır, nikel gibi demir dışı metaller için elektrolit olarak kullanılmaktadır. Alaşımlarda, özellikle çeliğin sertliğini artırıcı olarak kullanılmaktadır Paslanmaz ve Alaşımlı Çelik, Sürtünmeye ve aşınmaya Karşı Dayanıklı Malzemeler, Kaynak Elektrotları, Refrakterler,Briket Malzemeleri, Lehimleme, Döküm Malzemelerinde Katkı Maddesi olarak, Kesiciler Kompozit Malzemeler, Zımpara ve A>ındırıcılar vb.

Bor normalde ferrobor yapısında çeliklere uygulanmaktadır. Karbotermik yöntemi ile ferrobor üretimi, bor oksitin yüksek sıcaklıkta karbon ile redüksiyonu saglanarak yapılır. Alüminotermik yöntemi ile ferrobor üretiminde, borat konsantresi,alümina ve hematit fırında eritilir ve ferrobor alasımı elde edilir. Alümina ile indirgenmis bor, demir ile reaksiyona girer ve % 0,25 P24 B, yaklasık % 0,5 Al ve %2,5 Si içeren bir alasım olusur (Rhodes, 1958, Özpeker, 2002, Acarkan, 2002). Bor karbür asındırıcı zımpara taneleri veya tozu olarak kullanılır. Ticari zımpara taneleri 1– 1000 Rm boyutlarındadır (Ulrich, 1985). Bor karbür tozları çelik ve diger demir malzemelerin yüzeyini sertlestirmek için kullanılır. Bu islem borun metal yüzeyine difüzyonu ile olmaktadır. Böylece 10 – 1000 Rm ferrobor tabaka kalınlıgı olusur. Bu tabaka sert olması dolayısı ile asınmaya dayanıklı bir Fe2B tabakasıdır. Ticari EKabortozu bu amaçla kullanılmaktadır. EKabor %90 SiC, %5 B4C ve %5NaBF4 içermektedir .