一、核心特性

高纯硼的特性是其广泛应用的基础，主要包含以下几个方面：

1. 极高的热稳定性和化学稳定性：

①铱硼的熔点高达2076°C，沸点高达3927°C，使其能在极端高温环境下保持稳定。

②铒在常温下非常稳定，不与水、氢氟酸（HF除外）或盐酸反应，仅与热的氧化性酸（如浓硫酸、浓硝酸）反应。

2.  低密度与高硬度：

①密度仅为2.34 g/cm³，属于轻质元素。

② 莫氏硬度约为9.5，仅次于金刚石和立方氮化硼，是极好的耐磨和增硬材料。

3.  优异的中子吸收能力：

天然硼元素中含有约19.9%的硼-10（¹⁰B）同位素，其对热中子具有极高的吸收截面（约3840 barns），是核工业中最有效的热中子吸收体之一。

4.  高能量含量：

①硼的单位质量热值很高（约58 kJ/g），是火箭推进剂和烟火药剂中理想的高能燃料添加剂，能显著提升比冲。

5.  半导体特性：

硼是典型的缺电子元素，是P型半导体最常用的掺杂剂，用于精确控制硅、锗等半导体材料的电学性能。

6.  电绝缘性：

高纯晶态硼在常温下是电的不良导体。

二、主要应用领域

基于上述特性，高纯硼颗粒的应用主要集中在以下几个高端领域：

1. 核工业领域 - 最关键的应用之一

①中子吸收与屏蔽：制成硼钢、硼铝合金、碳化硼陶瓷等，用于制造核反应堆的控制棒、屏蔽材料和紧急停堆系统，通过吸收中子来控制链式反应速率或终止反应。

②安全与处理：在核废料储存和运输中，含硼材料用于防止临界事故。硼也用于处理核电站事故（如切尔诺贝利和福岛事故中空投硼砂以吸收中子）。

2. 半导体与电子工业

①掺杂剂：超高纯（5N或6N）的硼颗粒是半导体硅片制造过程中最重要的P型掺杂源。通过扩散或离子注入工艺，将硼原子引入硅晶格，形成P型区，这是制造PN结、晶体管、集成电路的基础。

②薄膜材料：用于沉积硼薄膜或其他含硼功能薄膜。

3. 含能材料与航空航天

①固体火箭推进剂：将无定形硼粉作为高能燃料添加剂加入推进剂中，因其高燃烧热值，能极大提高推进剂的比冲，是下一代高能推进剂的研究重点。

②炸药助剂：用作炸药和烟花的添加剂，提高爆炸威力和燃烧效率。

③点火剂：用于汽车安全气囊的产气药中，作为快速引燃成分。

4. 特种冶金与陶瓷

合金添加剂：作为晶粒细化剂和强化剂加入钢、铝合金中，提高材料的强度、硬度和耐腐蚀性。例如硼钢具有极高的强度。

金属陶瓷：与碳、氮、氧等反应生成极端硬度的陶瓷材料，如：

    碳化硼（B₄C）：硬度仅次于金刚石和立方氮化硼，用于制造防弹装甲、喷砂嘴、研磨剂等。

    氮化硼（BN）：有“白色石墨”之称，既是高温润滑剂，又可制成硬度堪比钻石的立方氮化硼（cBN）切削刀具。

5. 其他新兴应用

①医药领域：硼中子俘获疗法（BNCT）是一种先进的癌症靶向放疗技术。通过注射含硼-10的药物，使其富集②癌细胞中，再用热中子照射，硼-10原子捕获中子后发生核裂变，释放出高能粒子精准杀死癌细胞，对周围健康组织损伤极小。

三高温材料：用于制造高温坩埚、热电偶保护套等。

化学合成：作为催化剂或反应物参与有机合成反应（如硼氢化反应）。