Boron fiberler (boron filamentler), sürekli bir ince
filament veya tel üzerine borun depozisyonu ile elde edilen yapısal
fiberlerdir. İlk boron fiber C.P.Talley tarafından (1959) üretilmiştir.
Boron fiber, kimyasal buhar depozisyon (CVD) prosesiyle
üretilir. BCl3 + H2 karışımı, cıvalı contalar yoluyla bir
filamentin (çapı yaklaşık 12 mikron çapında, genellikle tungsten bir substrat)
verildiği kapalı bir reaktöre beslenir; filament doğru elektrik akımı ile
ısıtılır. Belirli koşullar altında (substrat sıcaklığı 1000-1300 0C)
elde edilen fiber, çapı 100-200 mikron (genellikle 140 mikron), tane (grain)
boyutu 2-4 nm olan polikristalin bir yapıya sahiptir. Fiberlerin yapısı ve
morfolojisi depozisyon koşullarına bağlıdır; özellikleri fiberlerin çapına göre
değişir, çapın değişmesi, boron/tungsten (W filamentler kullanıldığında)
oranını da değiştireceğinden fiber yüzeyi etkilenir. Substrat sıcaklığının
artırılması depozisyon prosesini hızlandırır, ancak fiberin yapısında daha
büyük kristallerin oluşumuna neden olacağından, kuvvetini önemli derecede
azaltır. Optimum koşullarda elde edilen fiberlerin ortalama kuvveti 25 mm
uzunluğunda 4 GPa, eksen yönündeki elastik modülü ~480 GPa'dır, yoğunluğu
(substrat ve fiber çapına bağlıdır), genellikle 2.3-2.6 g/cm3
aralığıdadır.
Boron fiber, 600 0C'nin üzerindeki sıcaklıklarda
hızla kristalleşir; bu özellik boron fiber içeren kompozitlerin üretimindeki
proses sıcaklığını ve operasyon sıcaklığını sınırlar. Boron fiberler, polimer
ve alüminyum matrislerde takviye dolgu maddesi olarak kullanılır. Bu fiberlerin
yüksek maliyeti nedeniyle uygulamaları sınırlıdır. Bor-alüminyum kompozit, uzay
aracı yapılarında en verimli şekilde kullanılır.
Kimyasal buhar depozisyonu ile boron
fiber üretimi reaktörün şematik diyagramı
