Boron Carbide е черен кристал с метален блясък, известен още като черен диамант, който принадлежи на неорганични неметални материали. Понастоящем всеки е запознат с материала на карбида от бор, който може да се дължи на прилагането на бронежилетен броня, тъй като има най-ниска плътност сред керамичните материали, има предимствата на високия еластичен модул и висока твърдост и може да постигне добро използване на микро-фрактура за абсорбиране на снаряди. Ефектът на енергията, като същевременно поддържа товара възможно най -ниско. Но всъщност Boron Carbide има много други уникални свойства, които могат да го направят важна роля в абразивите, огнеупорни материали, ядрена индустрия, аерокосмически и други области.
Свойства наБорон карбид
По отношение на физическите свойства, твърдостта на боровата карбид е само след диамант и кубичен бор нитрид и все още може да поддържа висока якост при високи температури, които могат да се използват като идеален материал за износване с висока температура; Плътността на бора карбид е много малка (теоретичната плътност е само 2,52 g/ cm3), по -лека от обикновените керамични материали и може да се използва в аерокосмическото поле; Карбидът от бор има силна способност за абсорбция на неутрони, добра термична стабилност и точка на топене от 2450 ° С, така че се използва и широко в ядрената промишленост. Способността за абсорбция на неутрон на неутрона може да бъде допълнително подобрена чрез добавяне на B елементи; Материалите от боров карбид със специфична морфология и структура също имат специални фотоелектрически свойства; В допълнение, боровият карбид има висока точка на топене, висок еластичен модул, нисък коефициент на разширяване и добро тези предимства го правят потенциален материал за приложение в много области като металургия, химическа промишленост, машини, аерокосмическо и военна индустрия. Например, устойчиви на корозия и устойчиви на износване части, правейки бронирана броня, контролни пръти на реактора и термоелектрически елементи и т.н.
По отношение на химичните свойства, борен карбид не реагира с киселини, алкали и повечето неорганични съединения при стайна температура и едва ли реагира с кислород и халогенни газове при стайна температура, а химичните му свойства са стабилни. В допълнение, прахът от боров карбид се активира от халоген като стоманен сондващ агент, а борът се инфилтрира върху повърхността на стоманата, за да образува филм за железен борид, като по този начин засилва здравината и износване на устойчивостта на материала, а химичните му свойства са отлични.
Всички знаем, че естеството на материала определя употребата, така че в кои приложения има изключителна производителност на Boron Carbide?Инженерите на центъра за научноизследователска и развойна дейност наUrbanmines Tech.Co., Ltd. направи следното обобщение.
Прилагане наБорон карбид
1. Борон карбид се използва като полиране на абразив
Прилагането на борен карбид като абразив се използва главно за смилане и полиране на сапфир. Сред свръхкорните материали твърдостта на борора карбид е по -добра от тази на алуминиевия оксид и силициевия карбид, втори след диамант и кубичен бор нитрид. Sapphire е най-идеалният субстратният материал за полупроводникови GAN/AL 2 O3 светлинни диоди (светодиоди), мащабни интегрални вериги SOI и SOS и свръхпроводящи наноструктурни филми. Гладкостта на повърхността е много висока и трябва да бъде ултра гладка без степен на увреждане. Поради високата якост и високата твърдост на сапфирския кристал (Mohs Hardness 9), той донесе големи трудности при обработката на предприятията.
От гледна точка на материалите и шлайфането, най -добрите материали за обработка и смилане на сапфирски кристали са синтетичен диамант, борен карбид, силициев карбид и силициев диоксид. Твърдостта на изкуствения диамант е твърде висока (твърдост на MOHS 10) при смилане на сапфирната вафла, тя ще надраска повърхността, ще повлияе на светлинната предаване на вафлата, а цената е скъпа; След рязане на силициев карбид, грапавостта RA обикновено е висока, а плоскостта е лоша; Твърдостта на силициев диоксид обаче не е достатъчна (твърдостта на MOHS 7), а силата на смилане е лоша, което отнема много време и трудоемко в процеса на смилане. Следователно, абразив на бора карбид (MOHS Hardness 9.3) се превърна в най-идеалния материал за обработка и смилане на сапфирски кристали и има отлични характеристики в двустранното смилане на сапфирски вафли и изтъняване на гърба и полиране на LED епитаксиални вафли на базата на сапфир.
Струва си да се спомене, че когато борът карбид е над 600 ° С, повърхността ще се окислява във филма B2O3, което ще го омекне до известна степен, така че не е подходящ за сухо смилане при твърде висока температура при абразивни приложения, само подходящ за полиране на течно смилане. Това свойство обаче предотвратява допълнително окисляването на B4C, което го прави уникални предимства при прилагането на огнеупорни материали.
2. Приложение в огнеупорни материали
Boron Carbide има характеристиките на анти-окисляването и високата температурна устойчивост. Обикновено се използва като усъвършенствани и не се снимам огнеупорни материали и се използва широко в различни полета на металургия, като стоманени печки и мебели за пещи.
С нуждите на икономия на енергия и намаляване на потреблението в желязната и стоманодобивната промишленост и топенето на нисковъглеродна стомана и ултра ниска въглеродна стомана, изследванията и развитието на нисковъглеродни магнезие-въглеродни тухли (обикновено <8% съдържание на въглерод) с отлична ефективност привлича все повече и повече внимание от вътрешната и чуждестранната индустрия. Понастоящем ефективността на нисковъглеродни магнезие-въглеродни тухли обикновено се подобрява чрез подобряване на свързаната въглеродна структура, оптимизиране на матричната структура на магнезия-въглеродните тухли и добавяне на високоефективни антиоксиданти. Сред тях се използва графитизиран въглерод, съставен от карбид от индустриален клас и частично графитизиран въглероден черно. Черният композитен прах, използван като източник на въглерод и антиоксидант за нисковъглеродни магнезие-въглеродни тухли, постигна добри резултати.
Тъй като борът карбид ще омекне до известна степен при висока температура, той може да бъде прикрепен към повърхността на други частици от материалите. Дори ако продуктът се уплътнява, филмът B2O3 оксид на повърхността може да образува определена защита и да играе антиокситиране. В същото време, тъй като колонните кристали, генерирани от реакцията, се разпределят в матрицата и пропуските на огнеупорния материал, порьозността се намалява, якостта на средната температура се подобрява и обемът на генерираните кристали се разширява, което може да залепи обема на обема и да намали пукнатините.
3.
Поради високата си твърдост, високата якост, малката специфична гравитация и високото ниво на балистична устойчивост, боровата карбид е особено в съответствие с тенденцията на леки бронежилейни материали. Това е най -добрият бронежилетен материал за защита на самолети, превозни средства, броня и човешки тела; В момента,Някои страниса предложили нискотарифни изследвания за борба с бора на бор, с цел да насърчат мащабната употреба на борба с борна карбид антибалистична броня в отбранителната индустрия.
4. Приложение в ядрената индустрия
Boron Carbide има напречно сечение с висока неутронност и широк спектър на енергията на неутрон и е международно признат за най-добрия неутронен абсорбатор за ядрената индустрия. Сред тях термичният участък на изотопа Boron-10 е до 347 × 10-24 cm2, втори само до няколко елемента като гадолиний, самарий и кадмий и е ефективен термичен неутрон. В допълнение, карбидът от бор е богат на ресурси, устойчива на корозия, добра термична стабилност, не произвежда радиоактивни изотопи и има ниска вторична енергия на лъчите, така че боровият карбид се използва широко като контролни материали и екраниращи материали в ядрени реактори.
Например, в ядрената индустрия, високотемпературният газоохладен реактор използва системата за спиране на топката за абсорбиране на бор като втора система за изключване. В случай на злополука, когато първата система за изключване се провали, втората система за изключване използва голям брой пелети от боро карбид, падащи в канала на отразяващия слой на ядрото на реактора и т.н., за да се изключи реакторът и да реализира студено изключване, където поглъщащата топка е графитна топка, съдържаща карбида на бор. Основната функция на ядрото на бора карбид във високотемпературния реактор с газоохлаждане е да контролира мощността и безопасността на реактора. Въглеродната тухла е импрегнирана с апогниращ се от боро карбид, който може да се абсорбира, което може да намали неутронното облъчване на съда за налягане на реактора.
Понастоящем бордовите материали за ядрени реактори включват главно следните материали: боров карбид (контролни пръти, екраниращи пръти), борна киселина (модератор, охлаждаща течност), борна стомана (контролни пръти и материали за съхранение за ядрено гориво и ядрени отпадъци), бор европиум (основен материал за отровяване) и т.н.