3.3.1　硼酸镁晶须的性能

硼酸镁晶须是一种新型无机功能材料，又名焦硼酸镁晶须，于1953年作为一种单晶的晶须团块形天然矿物“suanite”在韩国南部首次被发现（图3.13）。化学式：Mg2B2O5，相对分子质量：150.25；化学性质：耐腐蚀、不溶于水；外观性状：白色粉末；长度/直径：30～50；熔点：1360℃；相对密度：2.91；莫氏硬度：5.5；弹性模量：264.6 GPa；拉伸强度：3.92 GPa。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。

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，且无毒无害无污染。20世纪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2010年以后也在硼酸镁晶须研发和规模化生产方面取得了突破。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。

图3.13　硼酸镁晶须结构及实物

由于硼酸镁晶须结构完整、性能优越，被公认为21世纪最具发展前景的新材料之一，有着广阔的应用前景。随着经济的发展，人们环保意识的增强，硼酸镁晶须的市场需求也越来越大。国内的市场年需求量为1 000 t左右，该产品的潜在需求超过20000 t/年。

硼酸镁晶须与其他晶须比较：(https://www.daowen.com)

1）与钛酸钾晶须相比

研究结果表明，在增强塑料方面，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。