ما هو مسحوق كربيد بورون المستخدم؟

البورون كربيد هي بلورة سوداء مع بريق معدني ، والمعروفة أيضًا باسم Black Diamond ، والتي تنتمي إلى مواد غير معدنية غير عضوية. في الوقت الحاضر ، كل شخص على دراية بمواد البورون كربيد ، والتي قد تكون بسبب تطبيق الدروع المقاومة للرصاص ، لأنه يحتوي على أدنى كثافة بين المواد السيراميكية ، ولديه مزايا معامل مرن عالي وارتفاع صلابة ، ويمكن أن يحقق استخدامًا جيدًا للبث الصغير لامتصاص المقذوفات. تأثير الطاقة ، مع الحفاظ على الحمل منخفض قدر الإمكان. ولكن في الواقع ، يحتوي Boron Carbide على العديد من الخصائص الفريدة الأخرى ، والتي يمكن أن تجعلها تلعب دورًا مهمًا في المواد الكاشطة والمواد الحرارية والصناعة النووية والفضاء وغيرها من المجالات.

خصائصالبورون كربيد

فيما يتعلق بالخصائص الفيزيائية ، فإن صلابة كربيد البورون هي فقط بعد الماس والنيتريد البورون المكعب ، ولا يزال بإمكانه الحفاظ على قوة عالية في درجات حرارة عالية ، والتي يمكن استخدامها كمواد مثالية مقاومة للارتداء في درجات الحرارة العالية ؛ كثافة كربيد البورون صغيرة جدًا (الكثافة النظرية هي فقط 2.52 جم/ سم 3) ، أخف وزناً من المواد السيرامية العادية ، ويمكن استخدامها في حقل الفضاء ؛ يتمتع Boron Carbide بقدرة قوية على امتصاص النيوترون ، والاستقرار الحراري الجيد ، ونقطة ذوبان قدرها 2450 درجة مئوية ، لذلك يتم استخدامها أيضًا على نطاق واسع في الصناعة النووية. يمكن تحسين قدرة امتصاص النيوترون للنيوترون عن طريق إضافة عناصر B ؛ تحتوي مواد كربيد البورون مع التشكل والهيكل المحدد أيضًا على خصائص كهروضوئية خاصة ؛ بالإضافة إلى ذلك ، لدى Boron Carbide نقطة انصهار عالية ومعامل مرونة عالية ومعامل التوسع المنخفض وجيد هذه المزايا تجعلها مادة تطبيقات محتملة في العديد من المجالات مثل المعادن والصناعة الكيميائية والآلات والصناعة الجوية والصناعة العسكرية. على سبيل المثال ، أجزاء مقاومة للتآكل ومقاومة للارتداء ، مما يجعل الدروع المقاومة للرصاص ، وقضبان التحكم في المفاعل والعناصر الحرارية ، إلخ.

من حيث الخواص الكيميائية ، لا يتفاعل كربيد البورون مع الأحماض والقلوية ومعظم المركبات غير العضوية في درجة حرارة الغرفة ، ولا يتفاعل بالكاد مع غازات الأكسجين والهالوجين في درجة حرارة الغرفة ، وخصائصها الكيميائية مستقرة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تنشيط مسحوق كربيد البورون بواسطة الهالوجين كعامل فولاذي ، ويتسلل البورون على سطح الصلب لتشكيل فيلم بوريد حديدي ، وبالتالي تعزيز قوة وارتداء المادة ، وخصائصه الكيميائية ممتازة.

نعلم جميعًا أن طبيعة المادة تحدد الاستخدام ، لذا فإن التطبيقات التي يمتلكها مسحوق البورون كربيد أداء رائع؟مهندسو مركز البحث والتطويرUrbanmines Tech.قامت شركة المحدودة بالملخص التالي.

تطبيقالبورون كربيد

1. يستخدم كربيد البورون كبلاشات تلميع

يستخدم تطبيق Boron Carbide كخطاة بشكل أساسي لطحن وتلميع الياقوت. من بين المواد الفائقة ، تعتبر صلابة كربيد البورون أفضل من أصحاب أكسيد الألومنيوم وكربيد السيليكون ، والثاني فقط إلى نيتريد الماس والبورون المكعب. Sapphire هي المادة الركيزة الأكثر مثالية لأشباه الموصلات GAN/AL 2 O3 Diodes (LEDs) ، دوائر متكاملة واسعة النطاق SOI و SOS ، وأفلام البنية النانوية الفائقة الموصلة. نعومة السطح مرتفع للغاية ويجب أن تكون متماسكة للغاية من الضرر. نظرًا للقوة العالية والصلابة العالية من بلورة الياقوت (MoHs Hardness 9) ، فقد جلبت صعوبات كبيرة في معالجة المؤسسات.

من منظور المواد والطحن ، فإن أفضل المواد لمعالجة وطحن بلورات الياقوت هي الماس الاصطناعي ، والكربيد البورون ، والكربيد السيليكون ، وثاني أكسيد السيليكون. صلابة الماس الاصطناعي مرتفع للغاية (صلابة Mohs 10) عند طحن رقاقة الياقوت ، وسوف يخدش السطح ، ويؤثر على إرسال الضوء للرقاقة ، والسعر مكلف ؛ بعد قطع كربيد السيليكون ، عادة ما تكون الخشونة عالية والمسطحة سيئة ؛ ومع ذلك ، فإن صلابة السيليكا ليست كافية (صلابة Mohs 7) ، وقوة الطحن سيئة ، والتي تستغرق وقتًا طويلاً وكثافة عمل في عملية الطحن. لذلك ، أصبحت جلطة البورون كربيد (صلابة MoHs 9.3) أكثر المواد المثالية للمعالجة وطحن بلورات الياقوت ، ولديها أداء ممتاز في الطحن على الوجهين من رقائق الياقوت وترقق الظهر وتلميع التظاهرات الفوقية LED القائمة على الياقوت.

تجدر الإشارة إلى أنه عندما يكون البورون كربيد أعلى من 600 درجة مئوية ، سيتم أكسدة السطح في فيلم B2O3 ، والذي سيخففه إلى حد ما ، لذلك ليس مناسبًا للطحن الجاف عند درجة حرارة عالية جدًا في التطبيقات المبكرة ، فقط مناسبة لتلميع الطحن السائل. ومع ذلك ، فإن هذه الخاصية تمنع B4C من التأكسد بشكل أكبر ، مما يجعلها مزايا فريدة في تطبيق المواد الحرارية.

2. التطبيق في المواد الحرارية

يحتوي البورون كربيد على خصائص مضادات الأكسدة ومقاومة درجة الحرارة العالية. يتم استخدامه عمومًا كمواد حرارية متطورة وغير متكافئة وتستخدم على نطاق واسع في حقول مختلفة من المعادن ، مثل مواقد الصلب وأثاث الفرن.

مع احتياجات توفير الطاقة وخفض الاستهلاك في صناعة الحديد والصلب وصهر الفولاذ المنخفض الكربون والصلب الكربوني الفائق للغاية ، اجتذب البحث وتطور طوب المغنيسيا والكربون منخفض الكربون (عمومًا أقل من 8 ٪ من محتوى الكربون) مع أداء ممتاز أكثر من الصناعات المحلية والأجنبية. في الوقت الحاضر ، يتم تحسين أداء طوب المغنيسيا الكربون منخفض الكربون بشكل عام عن طريق تحسين بنية الكربون المستعبدين ، وتحسين بنية المصفوفة لطوب المغنيسيا والكربون ، وإضافة مضادات الأكسدة عالية الكفاءة. من بينها ، يتم استخدام الكربون المكون من كربيد البورون من الدرجة الصناعية والكربون الكربوني الجزئي. حقق مسحوق المركب الأسود ، الذي يستخدم كمصدر للكربون ومضادات الأكسدة لطوب المغنيسيا الكربون منخفض الكربون نتائج جيدة.

نظرًا لأن كربيد البورون سيخفف إلى حد ما عند درجة حرارة عالية ، يمكن توصيله بسطح جزيئات المواد الأخرى. حتى إذا تم تكثيف المنتج ، فإن فيلم أكسيد B2O3 على السطح يمكن أن يشكل حماية معينة ولعب دور مضاد للأكسدة. في الوقت نفسه ، نظرًا لتوزيع بلورات العمود العمودي الناتجة عن التفاعل في المصفوفة وتتوسع الفجوات في المادة الحرارية ، يتم تقليل المسامية ، ويتم تحسين قوة درجة الحرارة المتوسطة ، ويتوسع حجم البلورات التي تم إنشاؤها ، مما يمكن أن يشفي انكماش الحجم وتقليل الشقوق.

3. مواد مضادة للرصاص تستخدم لتعزيز الدفاع الوطني

نظرًا لارتفاع صلابةها ، وقوتها العالية ، والجاذبية الصغيرة ، والمستوى العالي من المقاومة البالستية ، فإن كربيد البورون يتماشى بشكل خاص مع اتجاه مواد مضادة للرصاص خفيفة الوزن. إنها أفضل مادة مقاومة للرصاص لحماية الطائرات والمركبات والدروع والأجسام البشرية ؛ حالياً،بعض البلداناقترحت أبحاث درع كربيد منخفض التكلفة من البورون ، بهدف تعزيز الاستخدام الواسع النطاق للدروع المضادة للبورون في صناعة الدفاع في صناعة الدفاع.

4. التطبيق في الصناعة النووية

يحتوي Boron Carbide على مقطع عرضي امتصاص النيوترون العالي وطيف الطاقة النيوتروني الواسع ، وهو معترف به دوليًا باعتباره أفضل امتصاص للنيوترون للصناعة النووية. من بينها ، يزيد القسم الحراري من نظير Boron-10 إلى 347 × 10-24 سم 2 ، والثاني فقط إلى عدد قليل من العناصر مثل الجادولينيوم ، والسباريوم ، والكادميوم ، وهو امتصاص فعال للنيوترون الحراري. بالإضافة إلى ذلك ، لا ينتج البورون كربيد غني بالموارد ، ولا ينتج عن الاستقرار الحراري المقاوم للتآكل ، ونظيرات مشعة ، ولديها طاقة شعاع ثانوية منخفضة ، لذلك يستخدم كربيد البورون على نطاق واسع كمواد تحكم ومواد محمية في المفاعلات النووية.

على سبيل المثال ، في الصناعة النووية ، يستخدم المفاعل ذو درجة حرارة غاز عالية الحرارة نظام إيقاف الكرة البورون الذي يمتص الكرة كنظام إيقاف ثاني. في حالة وقوع حادث ، عندما يفشل نظام الإغلاق الأول ، يستخدم نظام الإغلاق الثاني عددًا كبيرًا من كريات كربيد البورون الخالية من السقوط في قناة الطبقة العاكسة من قلب المفاعل ، وما إلى ذلك ، لإغلاق المفاعل وتحقيق الإغلاق البارد ، حيث تكون الكرة الممتملة عبارة عن كرة رسوبية تحتوي على كربيد البورون. تتمثل الوظيفة الرئيسية في قلب كربيد البورون في مفاعل ارتفاع درجة الحرارة المبردة بالغاز في التحكم في قوة وسلامة المفاعل. يتم تشريب لبنة الكربون بمواد امتصاص النيوترون البورون كربيد ، والتي يمكن أن تقلل من تشعيع نيوترون أوعية ضغط المفاعل.

في الوقت الحاضر ، تشمل مواد البورايد للمفاعلات النووية بشكل أساسي المواد التالية: كربيد البورون (قضبان التحكم ، وقضبان التدريع) ، وحمض البوريك (المشرف ، المبرد) ، وصلب البورون (قضبان التحكم ومواد التخزين للوقود النووي والنفايات النووية) ، البورون يوروبيوم (المواد السام القابلة للحرق الأساسي) ، إلخ.