外观为白色蓬松状固体,显微镜下为纤维状单晶体,在扫描电镜显微镜下观察硼酸镁晶须长度10~50微米、直径0.5~20微米,相对密度2.91,莫氏硬度5.5;熔点1360℃,耐热温度1000℃;拉伸强度3.92吉帕,弹性模量264.6;热膨胀速率18×10-6/℃(平行纤维轴),(2~10)×10-6/℃(垂直纤维轴)。又称焦硼酸镁晶须。耐强碱,微溶于水,水溶液呈中性,能很好地分散在有机和无机溶液中,可做进一步表面处理。硼酸镁晶须具有优异的力学性能和耐高温、耐腐蚀性,广泛应用在铝、镁及合金中和工程塑料中。
硼酸镁晶须可通过X射线粉末衍射、热重分析、傅里叶红外、形貌显微照片等来表征。合成晶须常采用的方法有:化学气相沉积法、溶胶-凝胶法、碳还原法、水热法、热处理法等。硼酸镁晶须的制备方法主要有微波固相合成法和高温固相合成法两种。高温固相合成法是以氯化镁和硼酸或氧化镁和硼酸为原料,加入助溶剂在高温条件下焙烧制得。反应物混在助溶剂中,随着温度的升高,反应物发生化学反应生成硼酸镁小颗粒,颗粒在已熔融助溶剂中不断增长,成为细长完美的晶体。常用的助溶剂有氯化钾、氯化钠、氯化钙、硫酸钾,四者对晶须的质量都没有影响,只影响其外观。从成本考虑,选用氯化钠最合适。合成温度一般在850℃左右(804~1069℃),且升温不易过快,焙烧时间一般7小时左右。在n(Mg)∶n(B)=1∶1~1∶4、助溶剂质量分数为10%~95%、焙烧温度为600~1000℃时,可制得直径为100微米的硼酸。高温固相合成法具有原料易得、成本低廉、技术成熟、工艺简单等特点,适宜工业化生产。汪海东等人应用微博合成技术,以氯化镁和硼砂为原料,反应物按Mg∶B∶Na=2∶3∶7配比,在微波辐射作用下(2.450赫)以氧化锌为加热介质,使两固相发生反应制备硼酸镁晶须。该方法的最大特点是反应速率快、合成时间短(只需20分钟)。