Boroncarbid er en sort krystal med metallisk glans, også kendt som Black Diamond, der hører til uorganiske ikke-metalliske materialer. På nuværende tidspunkt er alle fortrolige med materialet fra borcarbid, hvilket kan skyldes påføring af skudsikker rustning, fordi det har den laveste tæthed blandt keramiske materialer, har fordelene ved høj elastisk modul og høj hårdhed og kan opnå god brug af mikrofraktur til at absorbere projektiler. Effekten af energi, mens den holder belastningen så lav som muligt. Men faktisk har borcarbid mange andre unikke egenskaber, hvilket kan gøre det til at spille en vigtig rolle i slibemidler, ildfaste materialer, nuklear industri, rumfart og andre felter.
Egenskaber vedBorkarbid
Med hensyn til fysiske egenskaber er hårdheden af borkarbid først efter diamant- og kubisk bornitrid, og det kan stadig opretholde høj styrke ved høje temperaturer, som kan bruges som et ideelt højtemperatur-slidbestandigt materiale; Densiteten af borcarbid er meget lille (teoretisk densitet er kun 2,52 g/ cm3), lettere end almindelige keramiske materialer og kan bruges i rumfartsområdet; Borkarbid har en stærk neutronabsorptionsevne, god termisk stabilitet og et smeltepunkt på 2450 ° C, så det er også vidt brugt i nuklearindustrien. Neutronens neutronabsorptionsevne kan forbedres yderligere ved at tilføje B -elementer; Borcarbidmaterialer med specifik morfologi og struktur har også specielle fotoelektriske egenskaber; Derudover har borcarbid et højt smeltepunkt, høj elastisk modul, lav ekspansionskoefficient og god disse fordele gør det til et potentielt applikationsmateriale inden for mange områder såsom metallurgi, kemisk industri, maskiner, luftfart og militær industri. F.eks. Korrosionsbestandige og slidbestandige dele, der fremstiller skudsikker rustning, reaktorstyringsstænger og termoelektriske elementer osv.
Med hensyn til kemiske egenskaber reagerer borcarbid ikke med syrer, alkalier og de fleste uorganiske forbindelser ved stuetemperatur og reagerer næppe med ilt- og halogengasser ved stuetemperatur, og dens kemiske egenskaber er stabile. Derudover aktiveres borcarbidpulver af halogen som et stålbelægningsmiddel, og bor infiltreres på overfladen af stål for at danne en jernboridefilm og derved forbedre materialets styrke og slidstyrke, og dets kemiske egenskaber er fremragende.
Vi ved alle, at materialets art bestemmer brugen, så i hvilken applikationer har borekarbidpulver enestående ydelse?Ingeniørerne i F & U -centret afUrbanmines tech.Co., Ltd. lavede følgende resume.
Anvendelse afBorkarbid
1. Borkarbid bruges som polering af slibemiddel
Anvendelsen af borcarbid som slibemiddel anvendes hovedsageligt til slibning og polering af safir. Blandt superhardmaterialer er hårdheden af borkarbid bedre end for aluminiumoxid og siliciumcarbid, kun andet end diamant og kubisk bornitrid. Sapphire er det mest ideelle substratmateriale til halvleder Gan/Al 2 O3 lysemitterende dioder (LED'er), storskala integrerede kredsløb SOI og SOS og superledende nanostrukturfilm. Overfladenes glathed er meget høj og skal være ultra-glat ingen grad af skade. På grund af den høje styrke og den høje hårdhed af Sapphire Crystal (Mohs Hardness 9) har det bragt store vanskeligheder ved at behandle virksomheder.
Set fra materialer og slibning er de bedste materialer til behandling og slibning af safirkrystaller syntetisk diamant, borcarbid, siliciumcarbid og siliciumdioxid. Hårdheden af kunstig diamant er for høj (Mohs hårdhed 10), når der slibes safireskive, den vil ridse overfladen, påvirke lysets transmission af skiven, og prisen er dyr; Efter at have skåret siliciumcarbid er ruheden RA normalt høj, og fladheden er dårlig; Dog er hårdheden af silica ikke nok (MOHS-hårdhed 7), og slibekraften er dårlig, hvilket er tidskrævende og arbejdskrævende i slibeprocessen. Derfor er borkarbid-slibemiddel (MOHS-hårdhed 9.3) blevet det mest ideelle materiale til forarbejdning og slibning af safirkrystaller og har fremragende ydelse i dobbeltsidet slibning af safireskiver og bagudtynding og polering af safirbaserede LED-epitaksiale wafers.
Det er værd at nævne, at når borcarbid er over 600 ° C, oxideres overfladen til B2O3 -film, som til en vis grad vil blødgøre den, så den er ikke egnet til tør slibning ved for høj temperatur i slibende anvendelser, kun egnet til polering af væskeslibning. Imidlertid forhindrer denne egenskab B4C i at blive oxideret yderligere, hvilket gør den har unikke fordele i anvendelsen af ildfaste materialer.
2. Anvendelse i ildfaste materialer
Borkarbid har egenskaberne ved antioxidation og høj temperaturresistens. Det bruges generelt som avanceret formede og ikke -formede ildfaste materialer og bruges i vid udstrækning inden for forskellige områder af metallurgi, såsom stålovne og ovnmøbler.
Med behovene i energibesparelse og forbrugsreduktion i jern- og stålindustrien og smeltning af lavt kulstofstål og ultra-lavt kulstofstål, har forskningen og udviklingen af lav-kulstofmagnesia-carbonsten (generelt <8% kulstofindhold) med fremragende ydelse tiltrukket mere og mere opmærksomhed fra indenlandske og udenlandske industrier. På nuværende tidspunkt forbedres ydelsen af lav-carbon magnesia-carbon mursten generelt ved at forbedre den bundne kulstofstruktur, optimere matrixstrukturen af magnesia-carbon mursten og tilføje højeffektiv antioxidanter. Blandt dem anvendes grafitiseret kulstof sammensat af industriel kvalitetskarbid og delvis grafitiseret carbon sort. Sort sammensat pulver, der bruges som kulstofkilde og antioxidant til lav-carbon magnesia-carbon mursten, har opnået gode resultater.
Da borcarbid blødgør til en vis grad ved høj temperatur, kan det fastgøres til overfladen af andre materialepartikler. Selv hvis produktet er fortættet, kan B2O3-oxidfilmen på overfladen danne en bestemt beskyttelse og spille en antioxidationsrolle. På samme tid, fordi de søjlekrystaller, der genereres af reaktionen, fordeles i matrixen og hullerne i det ildfaste materiale, reduceres porøsiteten, medium temperaturstyrken forbedres, og volumenet af de genererede krystaller udvides, hvilket kan helbrede volumenkrympning og reducere revner.
3. skudsikre materialer, der bruges til at forbedre det nationale forsvar
På grund af sin høje hårdhed, høje styrke, lille specifik tyngdekraft og et højt niveau af ballistisk modstand er borkarbid især i tråd med tendensen med lette skudsikkert materialer. Det er det bedste skudsikkert materiale til beskyttelse af fly, køretøjer, rustning og menneskelige kroppe; for tiden,Nogle landeHar foreslået billig boldkarbid-anti-ballistisk rustningsundersøgelse med det formål at fremme den store brug af borcarbid-anti-ballistisk rustning i forsvarsindustrien.
4. Anvendelse i nuklear industri
Borcarbid har en høj neutronabsorptionstværsnit og et bredt neutronenergispektrum og er internationalt anerkendt som den bedste neutronabsorber for nuklearindustrien. Blandt dem er den termiske del af bor-10-isotop så høj som 347 × 10-24 cm2, kun på andenpladsen til et par elementer, såsom gadolinium, samarium og cadmium, og er en effektiv termisk neutronabsorber. Derudover er borcarbid rig på ressourcer, korrosionsbestandig, god termisk stabilitet, producerer ikke radioaktive isotoper og har lav sekundær stråleenergi, så borcarbid bruges i vid udstrækning som kontrolmaterialer og afskærmningsmaterialer i atomreaktorer.
I nuklearindustrien bruger for eksempel den gasafkølede reaktor med høj temperatur, der absorberer boldtabning af boldlukningssystemet som det andet nedlukningssystem. I tilfælde af en ulykke, når det første nedlukningssystem mislykkes, bruger det andet nedlukningssystem et stort antal borcarbidpellets falder i kanalen i det reflekterende lag af reaktorkernen osv. Til at lukke reaktoren og realisere koldt nedlukning, hvor den absorberende kugle er en grafitkugle, der indeholder borkarbide. Hovedfunktionen af borkarbidkernen i den høje temperaturgasafkølede reaktor er at kontrollere reaktorens effekt og sikkerhed. Carbon mursten er imprægneret med bor -carbidneutronabsorberende materiale, hvilket kan reducere neutronbestrålingen af reaktortrykskibet.
På nuværende tidspunkt inkluderer Boride -materialer til atomreaktorer hovedsageligt følgende materialer: borkarbid (kontrolstænger, afskærmningsstænger), borsyre (moderator, kølevæske), borstål (kontrolstænger og opbevaringsmaterialer til nuklear brændstof og nuklear affald), bor europium (kernen brændt giftmateriale) osv.