Mae boron carbid yn grisial ddu gyda llewyrch metelaidd, a elwir hefyd yn ddu diemwnt, sy'n perthyn i ddeunyddiau anfetelaidd anorganig. Ar hyn o bryd, mae pawb yn gyfarwydd â deunydd carbid boron, a allai fod oherwydd cymhwyso arfwisg bulletproof, oherwydd bod ganddo'r dwysedd isaf ymhlith deunyddiau cerameg, mae ganddo fanteision modwlws elastig uchel a chaledwch uchel, a gallant sicrhau defnydd da o ficro-dorri i amsugno taflegrau. Effaith egni, wrth gadw'r llwyth mor isel â phosib. Ond mewn gwirionedd, mae gan Boron Carbide lawer o eiddo unigryw eraill, a all wneud iddo chwarae rhan bwysig mewn sgraffinyddion, deunyddiau anhydrin, diwydiant niwclear, awyrofod a meysydd eraill.
Priodweddau oboron carbid
O ran priodweddau ffisegol, dim ond ar ôl diemwnt a chiwbig nitrid boron ciwbig y mae caledwch carbid boron, a gall ddal i gynnal cryfder uchel ar dymheredd uchel, y gellir ei ddefnyddio fel deunydd delfrydol tymheredd uchel sy'n gwrthsefyll gwisgo; Mae dwysedd carbid boron yn fach iawn (dim ond 2.52 g/ cm3 yw dwysedd damcaniaethol), yn ysgafnach na deunyddiau cerameg cyffredin, a gellir ei ddefnyddio yn y maes awyrofod; Mae gan boron carbid allu amsugno niwtron cryf, sefydlogrwydd thermol da, a phwynt toddi o 2450 ° C, felly fe'i defnyddir yn helaeth hefyd yn y diwydiant niwclear. Gellir gwella gallu amsugno niwtron y niwtron ymhellach trwy ychwanegu elfennau B; Mae gan ddeunyddiau carbid boron gyda morffoleg a strwythur penodol hefyd briodweddau ffotodrydanol arbennig; Yn ogystal, mae gan boron carbide bwynt toddi uchel, modwlws elastig uchel, cyfernod ehangu isel a da mae'r manteision hyn yn ei wneud yn ddeunydd cymhwysiad posibl mewn sawl maes fel meteleg, diwydiant cemegol, peiriannau, awyrofod a diwydiant milwrol. Er enghraifft, rhannau sy'n gwrthsefyll cyrydiad ac sy'n gwrthsefyll gwisgo, gan wneud arfwisg bulletproof, gwiail rheoli adweithyddion ac elfennau thermoelectric, ac ati.
O ran priodweddau cemegol, nid yw carbid boron yn adweithio ag asidau, alcalïau a'r mwyafrif o gyfansoddion anorganig ar dymheredd yr ystafell, a phrin yn adweithio â nwyon ocsigen a halogen ar dymheredd yr ystafell, ac mae ei briodweddau cemegol yn sefydlog. Yn ogystal, mae powdr carbid boron yn cael ei actifadu gan halogen fel asiant boriding dur, ac mae boron yn cael ei ymdreiddio ar wyneb dur i ffurfio ffilm borid haearn, a thrwy hynny wella cryfder a gwrthiant gwisgo'r deunydd, ac mae ei briodweddau cemegol yn rhagorol.
Rydym i gyd yn gwybod bod natur y deunydd yn pennu'r defnydd, felly ym mha gymwysiadau y mae gan bowdr boron carbid berfformiad rhagorol?Peirianwyr canolfan Ymchwil a DatblyguTech Urbanmines.Gwnaeth Co., Ltd y crynodeb canlynol.
Cymhwysoboron carbid
1. Defnyddir carbid boron fel sgraffiniol sgleinio
Defnyddir cymhwyso carbid boron fel sgraffiniol yn bennaf ar gyfer malu a sgleinio saffir. Ymhlith deunyddiau superhard, mae caledwch carbid boron yn well na chaledwch alwminiwm ocsid a carbid silicon, yn ail yn unig i diemwnt a boron nitrid ciwbig. Sapphire yw'r deunydd swbstrad mwyaf delfrydol ar gyfer deuodau allyrru golau lled-ddargludyddion GaN/Al 2 O3 (LEDs), cylchedau integredig ar raddfa fawr SOI a SOS, a ffilmiau nanostrwythur uwch-ddargludol. Mae llyfnder yr wyneb yn uchel iawn a rhaid iddo fod yn ultra-llyfn dim gradd o ddifrod. Oherwydd cryfder uchel a chaledwch uchel grisial saffir (caledwch Mohs 9), mae wedi dod ag anawsterau mawr i brosesu mentrau.
O safbwynt deunyddiau a malu, y deunyddiau gorau ar gyfer prosesu a malu crisialau saffir yw diemwnt synthetig, carbid boron, carbid silicon, a silicon deuocsid. Mae caledwch diemwnt artiffisial yn rhy uchel (caledwch mohs 10) wrth falu'r wafer saffir, bydd yn crafu'r wyneb, yn effeithio ar drawsyriant golau'r wafer, ac mae'r pris yn ddrud; Ar ôl torri carbid silicon, mae'r garwedd ra fel arfer yn uchel ac mae'r gwastadrwydd yn wael; Fodd bynnag, nid yw caledwch silica yn ddigonol (caledwch Mohs 7), ac mae'r grym malu yn wael, sy'n cymryd llawer o amser ac yn llafur-ddwys yn y broses falu. Felly, mae sgraffiniol boron carbid (caledwch Mohs 9.3) wedi dod yn ddeunydd mwyaf delfrydol ar gyfer prosesu a malu crisialau saffir, ac mae ganddo berfformiad rhagorol mewn malu ochr ddwbl o wafferi saffir a theneuo yn ôl a sgleinio a sgleinio wafferi epitaxial LED wedi'u seilio ar saffir.
Mae'n werth nodi, pan fydd carbid boron yn uwch na 600 ° C, y bydd yr wyneb yn cael ei ocsidio i mewn i ffilm B2O3, a fydd yn ei meddalu i raddau, felly nid yw'n addas ar gyfer malu sych ar dymheredd rhy uchel mewn cymwysiadau sgraffiniol, dim ond sy'n addas ar gyfer sgleinio caboli hylif. Fodd bynnag, mae'r eiddo hwn yn atal B4C rhag cael ei ocsidio ymhellach, gan fod ganddo fanteision unigryw wrth gymhwyso deunyddiau anhydrin.
2. Cymhwyso mewn deunyddiau anhydrin
Mae gan boron carbid nodweddion gwrth-ocsidiad ac ymwrthedd tymheredd uchel. Fe'i defnyddir yn gyffredinol fel deunyddiau anhydrin siâp a di -siâp datblygedig ac fe'i defnyddir yn helaeth mewn amrywiol feysydd meteleg, fel stofiau dur a dodrefn odyn.
Gydag anghenion arbed ynni a lleihau defnydd yn y diwydiant haearn a dur a mwyndoddi dur carbon isel a dur carbon uwch-isel, mae ymchwil a datblygu briciau magnesia-carbon-carbon isel (yn gyffredinol <8% o gynnwys carbon) gyda pherfformiad rhagorol wedi denu mwy a mwy o sylw o ddiwydiannau domestig a thramor. Ar hyn o bryd, mae perfformiad briciau magnesia-carbon-carbon-carbon yn cael ei wella yn gyffredinol trwy wella'r strwythur carbon wedi'i fondio, optimeiddio strwythur matrics briciau magnesia-carbon, ac ychwanegu gwrthocsidyddion effeithlonrwydd uchel. Yn eu plith, defnyddir carbon graffitized sy'n cynnwys carbid boron gradd ddiwydiannol ac yn rhannol garbon du. Mae powdr cyfansawdd du, a ddefnyddir fel ffynhonnell garbon a gwrthocsidydd ar gyfer briciau magnesia-carbon-carbon isel, wedi sicrhau canlyniadau da.
Gan y bydd carbid boron yn meddalu i raddau ar dymheredd uchel, gellir ei gysylltu ag wyneb gronynnau materol eraill. Hyd yn oed os yw'r cynnyrch wedi'i ddwysáu, gall y ffilm B2O3 ocsid ar yr wyneb ffurfio amddiffyniad penodol a chwarae rôl gwrth-ocsidiad. Ar yr un pryd, oherwydd bod y crisialau columnar a gynhyrchir gan yr adwaith yn cael eu dosbarthu ym matrics a bylchau'r deunydd anhydrin, mae'r mandylledd yn cael ei leihau, mae'r cryfder tymheredd canolig yn cael ei wella, ac mae cyfaint y crisialau a gynhyrchir yn ehangu, a all wella crebachu cyfaint a lleihau craciau.
3. Deunyddiau Bulletproof a ddefnyddir i wella amddiffyniad cenedlaethol
Oherwydd ei galedwch uchel, cryfder uchel, disgyrchiant bach penodol, a lefel uchel o wrthwynebiad balistig, mae carbid boron yn arbennig o unol â'r duedd o ddeunyddiau bulletproof ysgafn. Dyma'r deunydd bulletproof gorau ar gyfer amddiffyn awyrennau, cerbydau, arfwisg a chyrff dynol; Ar hyn o bryd,Rhai gwledyddwedi cynnig ymchwil arfwisg gwrth-balistig carbid boron cost isel, gyda'r nod o hyrwyddo'r defnydd ar raddfa fawr o arfwisg gwrth-balistig boron carbid yn y diwydiant amddiffyn.
4. Cais yn y diwydiant niwclear
Mae gan boron carbid groestoriad amsugno niwtron uchel a sbectrwm ynni niwtron eang, ac mae'n cael ei gydnabod yn rhyngwladol fel yr amsugnwr niwtron gorau ar gyfer y diwydiant niwclear. Yn eu plith, mae adran thermol isotop Boron-10 mor uchel â 347 × 10-24 cm2, yn ail yn unig i ychydig o elfennau fel gadolinium, samarium, a chadmiwm, ac mae'n amsugnwr niwtron thermol effeithlon. Yn ogystal, mae carbid boron yn llawn adnoddau, yn gwrthsefyll cyrydiad, sefydlogrwydd thermol da, nid yw'n cynhyrchu isotopau ymbelydrol, ac mae ganddo egni pelydr eilaidd isel, felly defnyddir carbid boron yn helaeth fel deunyddiau rheoli a deunyddiau cysgodi mewn adweithyddion niwclear.
Er enghraifft, yn y diwydiant niwclear, mae'r adweithydd tymheredd uchel wedi'i oeri â nwy yn defnyddio system cau pêl amsugno boron fel yr ail system cau i lawr. Mewn achos o ddamwain, pan fydd y system cau gyntaf yn methu, mae'r ail system synnu yn defnyddio nifer fawr o belenni carbid boron yn cwympo'n rhydd i sianel haen adlewyrchol craidd yr adweithydd, ac ati, i gau'r adweithydd a sylweddoli cau oer, lle mae'r bêl amsugno yn bêl grapio carrap carbide boron. Prif swyddogaeth craidd carbid boron yn yr adweithydd tymheredd uchel wedi'i oeri â nwy yw rheoli pŵer a diogelwch yr adweithydd. Mae'r frics carbon wedi'i thrwytho â deunydd amsugno niwtron boron carbid, a all leihau arbelydru niwtron y llong bwysedd adweithydd.
Ar hyn o bryd, mae deunyddiau borid ar gyfer adweithyddion niwclear yn bennaf yn cynnwys y deunyddiau canlynol: carbid boron (gwiail rheoli, gwiail cysgodi), asid borig (cymedrolwr, oerydd), dur boron (gwiail rheoli a deunyddiau storio ar gyfer tanwydd niwclear a gwastraff core -core), burop cyllellog), burrope boron ewron ewrwr, boron ewron ewrwr, boron ewron ewrfa), boron ewron ewrwr, boronau ewrwr burop (burop cyllellog), burop cyllellog), burop cyllellog), burop cyllellog), burrope burrope), burrope burrope), boron ewron), burop core), burop core), burop core), burrope burrope), burop core), bwate.