Карбід Boron-гэта чорны крышталь з металічным бляскам, таксама вядомым як чорны алмаз, які належыць да неарганічных неметалічных матэрыялаў. У цяперашні час усе знаёмыя з матэрыялам карбіду бору, які можа быць звязаны з прымяненнем куленепранікальнай даспехі, паколькі ён мае самую нізкую шчыльнасць сярод керамічных матэрыялаў, мае перавагі высокага эластычнага модуля і высокай цвёрдасці, і можа дасягнуць добрага выкарыстання мікрапрадукцыі для паглынання снарадаў. Эфект энергіі, захоўваючы пры гэтым нагрузку як мага менш. Але на самай справе карбід Boron мае мноства іншых унікальных уласцівасцей, што можа зрабіць яго важнай роляй у абразах, вогнетрывалых матэрыялах, ядзернай прамысловасці, аэракасмічнай і іншых галінах.
УласцівасціКарбід бору
З пункту гледжання фізічных уласцівасцей цвёрдасць карбіду бору ідзе толькі пасля алмаза і кубічнага нітрыду бору, і ён усё яшчэ можа падтрымліваць высокую трываласць пры высокіх тэмпературах, які можа быць выкарыстаны ў якасці ідэальнага матэрыялу высокатэмпературнага зносу; Шчыльнасць карбіду бору вельмі малая (тэарэтычная шчыльнасць складае ўсяго 2,52 г/ см3), лягчэйшы за звычайныя керамічныя матэрыялы, і можа выкарыстоўвацца ў аэракасмічным полі; Карбід Boron валодае моцнай здольнасцю да паглынання нейтронаў, добрай цеплавой устойлівасцю і тэмпературай плаўлення 2450 ° С, таму ён таксама шырока выкарыстоўваецца ў ядзернай прамысловасці. Магчымасць паглынання нейтронаў нейтрона можа быць дадаткова палепшана, дадаўшы элементы B; Матэрыялы карбіду бору са спецыфічнай марфалогіяй і структурай таксама валодаюць спецыяльнымі фотаэлектрычнымі ўласцівасцямі; Акрамя таго, карбід Boron мае высокую тэмпературу плаўлення, высокі эластычны модуль, нізкі каэфіцыент пашырэння і добрыя гэтыя перавагі робяць яго патэнцыйным матэрыялам прымянення ў многіх галінах, такіх як металургія, хімічная прамысловасць, машыны, аэракасмічная і ваенная прамысловасць. Напрыклад, устойлівыя да карозійных і ўстойлівых да зносу дэталяў, якія робяць куленепранікальныя даспехі, стрыжні кіравання рэактарам і тэрмаэлектрычныя элементы і г.д.
З пункту гледжання хімічных уласцівасцей карбід Boron не ўступае ў рэакцыю з кіслотамі, шчолачымі і большасцю неарганічных злучэнняў пры пакаёвай тэмпературы, і наўрад ці рэагуе з кіслароднымі і галагенавымі газамі пры пакаёвай тэмпературы, а яго хімічныя ўласцівасці стабільныя. Акрамя таго, парашок карбіду бору актывуецца галагенам у выглядзе сталёвага буравага агента, а бор пранікае на паверхню сталі, утвараючы плёнку жалеза, тым самым павышаючы трываласць і знос матэрыялу, а яго хімічныя ўласцівасці выдатныя.
Мы ўсе ведаем, што характар матэрыялу вызначае выкарыстанне, таму ў якіх прыкладаннях карбід -парашок Boron мае выдатныя характарыстыкі?Інжынеры Цэнтра даследаванняў і навукUrbanmines Tech.Co., Ltd. зрабіў наступнае рэзюмэ.
ПрымяненнеКарбід бору
1. Карбід бору выкарыстоўваецца ў якасці паліроўкі абразіўнага
Прымяненне карбіду бору як абразіву ў асноўным выкарыстоўваецца для шліфавання і паліроўкі сапфіра. Сярод звышшарных матэрыялаў цвёрдасць карбіду бору лепш, чым у аксіду алюмінія і карбіду крэмнію, другая толькі для алмаза і кубічнага нітрыду бору. Сапфір-самы ідэальны матэрыял падкладкі для паўправадніковых GAN/AL 2 O3, якія выпраменьваюць святлоадяды (святлодыёды), маштабныя інтэграваныя схемы SOI і SOS, а таксама звышправодныя нанаструктурныя плёнкі. Гладкасць паверхні вельмі высокая і павінна быць ультра гладкім, не пашкоджана. З -за высокай трываласці і высокай цвёрдасці крышталя сапфіра (цвёрдасць MOHS 9), гэта выклікала вялікія цяжкасці для апрацоўкі прадпрыемстваў.
З пункту гледжання матэрыялаў і шліфавання, лепшымі матэрыяламі для перапрацоўкі і шліфавання крышталяў сапфіра з'яўляюцца сінтэтычны алмаз, карбід бору, карбід крэмнію і дыяксід крэмнію. Цвёрдасць штучнага алмаза занадта высокая (цвёрдасць Mohs 10) пры шліфаванні вафлі сапфіра, яна будзе драпаць паверхню, паўплываць на прапусканне святла пласціны, а цана дарагая; Пасля выразання карбіду крэмнію, шурпатасць РА звычайна высокая, а плоскасць дрэнная; Аднак цвёрдасці крэмнія недастаткова (цвёрдасць MOHS 7), а сіла шліфавання дрэнная, што працаёмкая і працаёмкая ў працэсе шліфавання. Такім чынам, карбід Boron Carbide (Mohs Hardness 9.3) стаў самым ідэальным матэрыялам для апрацоўкі і шліфавання крышталяў сапфіра і мае выдатныя характарыстыкі ў двухбаковым шліфаванні вафляў сапфіра і разрэджвання спіны і паліроўкі сапфіра святлодыёдных эпітаксійных пласцінак.
Варта адзначыць, што, калі карбід Boron будзе вышэй за 600 ° С, паверхня будзе акісляцца ў плёнку B2O3, якая ў пэўнай ступені змякчыць яго, таму яна не падыходзіць для сухога шліфавання пры занадта высокай тэмпературы ў абразіўных ужываннях, прыдатныя толькі для шліфавання вадкасці. Аднак гэта ўласцівасць прадухіляе далейшае акіслянне B4C, што робіць яго унікальнымі перавагамі ў прымяненні вогнетрывалых матэрыялаў.
2. Прымяненне ў вогнетрывалых матэрыялах
Карбід Boron мае характарыстыкі антыаксідацыі і высокай тэмпературнай устойлівасці. Звычайна ён выкарыстоўваецца ў выглядзе прасунутай формы і нетрывалых вогнетрывалых матэрыялаў і шырока выкарыстоўваецца ў розных галінах металургіі, напрыклад, сталёвыя печы і печ.
З патрэбамі эканоміі энергіі і зніжэнні спажывання жалезнай і сталёвай прамысловасці і выплаўкай сталі з нізкім утрыманнем вугляроду і ультра-нізкай вугляроднай сталі, даследаванні і распрацоўкі цэглы з нізкім утрыманнем вугляроду-вугляроду (звычайна <8% утрымання вугляроду) з выдатнымі характарыстыкамі прыцягваюць усё больш увагі з боку айчыннай і замежнай прамысловасці. У цяперашні час прадукцыйнасць цэглы з нізкім утрыманнем вугляроду магнезіі-вуглярод, як правіла, паляпшаецца за кошт паляпшэння звязанай структуры вугляроду, аптымізацыі матрычнай структуры цэглы магнезіі-вугляроду і дадання высокаэфектыўных антыаксідантаў. Сярод іх выкарыстоўваецца графітызаваны вугаль, які складаецца з карбіду прамысловага ўзроўню і часткова графітызаванага вугляроднага чорнага колеру. Чорны кампазітны парашок, які выкарыстоўваецца ў якасці крыніцы вугляроду і антыаксіданта для цэглы з нізкім утрыманнем вугляроду-вугляроду, дасягнуў добрых вынікаў.
Паколькі карбід Boron у пэўнай ступені размякчыць пры высокай тэмпературы, ён можа быць прымацаваны да паверхні іншых матэрыяльных часціц. Нават калі прадукт ушчыльняецца, плёнка аксіду B2O3 на паверхні можа стварыць пэўную абарону і гуляць ролю супраць акіслення. У той жа час, паколькі слупавыя крышталі, якія ўтвараюцца рэакцыяй, размяркоўваюцца ў матрыцы і прабелы вогнетрывалых матэрыялаў, сітаватасць памяншаецца, сіла сярэдняй тэмпературы паляпшаецца, а аб'ём генераваных крышталяў пашыраецца, што можа вылечваць усаджванне аб'ёму і паменшыць расколіны.
3. Куленепранікальныя матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца для павышэння нацыянальнай абароны
З -за высокай цвёрдасці, высокай трываласці, невялікіх удзельнікаў гравітацыі і высокага ўзроўню балістычнага супраціву карбід бору асабліва адпавядае тэндэнцыі лёгкіх матэрыялаў для куленепранікальных матэрыялаў. Гэта найлепшы куленепранікальны матэрыял для абароны самалётаў, транспартных сродкаў, даспехаў і чалавечых целаў; У цяперашні час,Некаторыя краіныпрапанавалі недарагі балбалістычныя даспехі карбіду Boron, накіраваныя на прасоўванне маштабнага выкарыстання анты-балісцкай даспехі карбіду бору ў абароннай прамысловасці.
4. Прымяненне ў ядзернай прамысловасці
Карбід Boron мае перасек з высокім узроўнем паглынання нейтронаў і шырокі спектр энергіі нейтронаў і з'яўляецца міжнародным узроўнем прызнана лепшым паглынальнікам нейтронаў для ядзернай прамысловасці. Сярод іх цеплавы разрэз ізатопа Boron-10 складае да 347 × 10-24 см2, другі толькі некалькім элементам, такіх як Gadolinium, Samarium і Cadmium, і з'яўляецца эфектыўным паглынальнікам нейтронаў. Акрамя таго, карбід Boron багаты рэсурсамі, устойлівай да карозіі, добрай цеплавой устойлівасцю, не вырабляе радыеактыўныя ізатопы і мае нізкую другасную энергію, таму карбід Boron шырока выкарыстоўваецца ў якасці кантрольных матэрыялаў і экранаваных матэрыялаў у ядзерных рэактарах.
Напрыклад, у ядзернай прамысловасці высокатэмпературная газаахаладжаная рэактар выкарыстоўвае ў якасці другой сістэмы адключэння адключэння шара. У выпадку аварыі, калі першая сістэма адключэння не ўдаецца, другая сістэма адключэння выкарыстоўвае вялікую колькасць гранул -карбіду Boron, бясплатна трапляе ў канал адбівальнага пласта ядра рэактара і г.д., каб закрыць рэактар і рэалізаваць халоднае адключэнне, у якім паглынальны шарык - графітны шарык, які змяшчае карбід бору. Асноўнай функцыяй ядра карбіду бору ў рэактары з высокай тэмпературай астуджанага астуджэння з'яўляецца кантроль магутнасці і бяспекі рэактара. Вугляродны цэгла прасякнуты матэрыялам паглынання карбіду бору, які можа паменшыць апрамяненне нейтронаў рэактара.
У цяперашні час борыдныя матэрыялы для ядзерных рэактараў у асноўным ўключаюць у сябе наступныя матэрыялы: карбід бору (кантрольныя стрыжні, экранаваныя стрыжні), борную кіслату (мадэратар, цепланосбіт), сталь бору (кантрольныя стрыжні і матэрыялы для захоўвання ядзернага паліва і ядзернага адходаў), Boron Europium (асноўны апальвальны атрутны матэрыял), і г.д.