Borcarbid ist ein schwarzer Kristall mit metallischem Glanz, auch bekannt als Black Diamond, das zu anorganischen nicht-metallischen Materialien gehört. Gegenwärtig ist jeder mit dem Material des Borkarbids vertraut, das möglicherweise auf die Anwendung von kugelsicherer Rüstung zurückzuführen ist, da es die niedrigste Dichte zwischen Keramikmaterialien aufweist, die Vorteile eines hohen elastischen Moduls und hoher Härte hat und eine gute Verwendung von Mikrofrischung erzielen kann, um Projektile zu absorbieren. Die Wirkung von Energie, während die Last so niedrig wie möglich bleibt. Tatsächlich hat Bor Carbide viele andere einzigartige Eigenschaften, die es zu einer wichtigen Rolle bei Schleifmitteln, feuerfesten Materialien, Atomindustrie, Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen machen können.
Eigenschaften vonBor Carbide
In Bezug auf die physikalischen Eigenschaften erfolgt die Härte von Borkarbid erst nach Diamant- und Kubikbor-Nitrid und kann bei hohen Temperaturen immer noch hohe Festigkeit aufrechterhalten, die als ideales mit hohem Temperatur-Verschleiß resistentes Material verwendet werden können. Die Dichte von Borcarbid ist sehr klein (theoretische Dichte beträgt nur 2,52 g/ cm3), leichter als gewöhnliche Keramikmaterialien und kann im Luft- und Raumfahrtfeld verwendet werden. Borcarbid hat eine starke Absorptionsfähigkeit, eine gute thermische Stabilität und einen Schmelzpunkt von 2450 ° C, daher wird es auch in der Kernindustrie weit verbreitet. Die Neutronenabsorptionsfähigkeit des Neutrons kann durch Hinzufügen von B -Elementen weiter verbessert werden. Borcarbidmaterialien mit spezifischer Morphologie und Struktur haben auch spezielle photoelektrische Eigenschaften. Darüber hinaus weist Borcarbid einen hohen Schmelzpunkt, einen hohen elastischen Modul, einen niedrigen Expansionskoeffizienten und die guten diese Vorteile auf zu einem potenziellen Anwendungsmaterial in vielen Bereichen wie Metallurgie, Chemieindustrie, Maschinen, Luft- und Raumfahrt und Militärindustrie. Zum Beispiel korrosionsbeständige und weastresistente Teile, die kugelsichere Rüstung, Reaktorstangen und thermoelektrische Elemente usw. machen, usw.
In Bezug auf chemische Eigenschaften reagiert Borcarbid bei Raumtemperatur nicht mit Säuren, Alkalien und den meisten anorganischen Verbindungen und reagiert kaum mit Sauerstoff- und Halogengasen bei Raumtemperatur, und seine chemischen Eigenschaften sind stabil. Darüber hinaus wird Borcarbidpulver durch Halogen als Stahlbordungsmittel aktiviert, und Bor wird auf der Oberfläche von Stahl infiltriert, um einen Eisenboridfilm zu bilden, wodurch die Festigkeit und Verschleißfestigkeit des Materials verbessert wird, und seine chemischen Eigenschaften sind ausgezeichnet.
Wir alle wissen, dass die Art des Materials die Verwendung bestimmt. In welchen Anwendungen hat Bor -Carbid -Pulver hervorragende Leistung?Die Ingenieure des F & E -Zentrums vonUrbanMines Tech.Co., Ltd. machte die folgende Zusammenfassung.
Anwendung vonBor Carbide
1. Borcarbid wird als Polieren abrasiv genutzt
Die Anwendung von Borcarbid als Schleifmittel wird hauptsächlich zum Schleifen und Polieren von Saphir verwendet. Unter den Superhardmaterialien ist die Härte von Borkarbid besser als die von Aluminiumoxid und Siliziumcarbid, der nur nach Diamanten und kubischem Bornitrid ist. Saphir ist das idealste Substratmaterial für Halbleiter GaN/Al 2 O3 Light-emittierende Dioden (LEDs), groß angelegte integrierte Schaltkreise SOI und SOS sowie supraleitende Nanostrukturfilme. Die Glätte der Oberfläche ist sehr hoch und muss ultralfreit ohne Schadensgrad sein. Aufgrund der hohen Festigkeit und hohen Härte des Saphirkristalls (MOHS -Härte 9) hat es der Verarbeitung von Unternehmen große Schwierigkeiten gebracht.
Aus der Sicht der Materialien und Mahlen sind die besten Materialien für die Verarbeitung und Mahlen von Saphirkristallen synthetischer Diamant, Borkarbid, Siliziumcarbid und Siliziumdioxid. Die Härte des künstlichen Diamanten ist zu hoch (MOHS -Härte 10) beim Mahlen des Saphirwafers, kratzt die Oberfläche, wirkt sich auf die Lichtdurchlässigkeit des Wafers und der Preis ist teuer; Nach dem Schneiden von Siliziumkarbid ist die Rauheit RA normalerweise hoch und die Flachheit ist schlecht; Die Härte von Kieselsäure reicht jedoch nicht aus (MOHS-Härte 7), und die Schleifkraft ist schlecht, was zeitaufwändig und arbeitsintensiv im Schleifprozess ist. Daher ist Borcarbid-Schleifmittel (MOHS-Härte 9.3) das idealste Material für die Verarbeitung und Schleifen von Saphirkristallen geworden und hat eine hervorragende Leistung beim doppelseitigen Schleifen von Saphir-Wafern und das Rückenverdünnen und -polieren von LED-Epitaxi-Wafern auf Saphirbasis.
Erwähnenswert ist erwähnenswert, dass die Oberfläche, wenn Borcarbid über 600 ° C liegt, in einen B2O3 -Film oxidiert wird, was sie bis zu einem gewissen Grad mildern wird, sodass sie bei Schärfanwendungen nicht zum Trockenmahlen bei zu hohen Temperaturen geeignet ist und nur zum Polieren von Flüssigkeitsmahlen geeignet ist. Diese Eigenschaft verhindert jedoch, dass B4C weiter oxidiert wird, sodass sie einzigartige Vorteile bei der Anwendung von feuerfesten Materialien hat.
2. Anwendung in feuerfesten Materialien
Borcarbid hat die Eigenschaften der Antioxidation und der Hochtemperaturresistenz. Es wird im Allgemeinen als fortgeschrittene geformte und ungeschickte feuerfestem Material verwendet und in verschiedenen Metallurgiefeldern wie Stahlöfen und Ofenmöbeln weit verbreitet.
Angesichts der Bedürfnisse der Energieeinsparung und des Verbrauchs der Eisen- und Stahlindustrie und des Schmelzens von kohlenstoffarmen Stahl- und Ultra-niedriger Kohlenstoffstahl hat die Forschung und Entwicklung von kohlenstoffarmen Magnesia-Kohlenstoff-Ziegeln (im Allgemeinen <8% Kohlenstoffgehalt) mit hervorragender Leistung immer mehr Aufmerksamkeit aus den inländischen und ausländischen Industrien auf sich gezogen. Gegenwärtig wird die Leistung von Magnesia-Kohlenstoff-Ziegeln mit kohlenstoffarmen Kohlenstoff im Allgemeinen verbessert, indem die gebundene Kohlenstoffstruktur verbessert, die Matrixstruktur von Magnesia-Kohlenstoff-Ziegeln optimiert und hochwirksame Antioxidationsmittel hinzugefügt wird. Unter ihnen wird graphitisierter Kohlenstoff aus Borkarbid und teilweise graphitisiertem Carbonschwarz verwendet. Schwarzes Verbundpulver, das als Kohlenstoffquelle und Antioxidans für Magnesia-Kohlenstoff-Ziegel mit kohlenstoffarmer Kohlenstoff verwendet wird, hat gute Ergebnisse erzielt.
Da Borcarbid bei hoher Temperatur bis zu einem gewissen Grad weich ist, kann es an der Oberfläche anderer materieller Partikel angebracht werden. Selbst wenn das Produkt verdichtet ist, kann der B2O3-Oxidfilm auf der Oberfläche einen bestimmten Schutz bilden und eine Antioxidationsrolle spielen. Gleichzeitig wird die Porosität verringert, die mittlere Temperaturstärke verbessert, da die durch die Reaktion erzeugten Säulenkristalle in der Matrix und die Lücken des refraktären Materials verteilt sind.
3.. Kugelsichere Materialien zur Verbesserung der nationalen Verteidigung
Aufgrund seiner hohen Härte, hohen Festigkeit, der kleinen spezifischen Gewicht und des hohen ballistischen Widerstands steht Borcarbid insbesondere dem Trend von leichten kugelsicheren Materialien im Einklang. Es ist das beste kugelsichere Material zum Schutz von Flugzeugen, Fahrzeugen, Rüstungen und menschlichen Körpern. momentan,Einige Länderhaben kostengünstige Borcarbid-Anti-ballistische Rüstungsforschung vorgeschlagen, um den großen Einsatz von Bor-Carbid-Anti-ballistischen Rüstung in der Verteidigungsindustrie zu fördern.
4. Anwendung in der Nuklearindustrie
Borcarbid hat einen hohen Neutronenabsorptionsquerschnitt und ein breites Neutronenenergiespektrum und wird international als der beste Neutronenabsorber für die Kernindustrie anerkannt. Unter ihnen beträgt der thermische Abschnitt des Bor-10-Isotops bis zu 347 × 10 bis 24 cm2, zweiter nur einige Elemente wie Gadolinium, Samarium und Cadmium und ist ein effizienter thermischer Neutronenabsorber. Darüber hinaus ist Borcarbid reich an Ressourcen, korrosionsbeständige, gute thermische Stabilität, produziert keine radioaktiven Isotope und hat eine niedrige sekundäre Strahlergie, sodass Borcarbid in Kernreaktoren häufig als Kontrollmaterial und Abschirmmaterialien verwendet wird.
In der Kernindustrie beispielsweise verwendet der hochtemperaturgasgekühlte Reaktor das Bor-absorbierende Ball-Shutdown-System als zweites Abschaltsystem. Bei einem Unfall, wenn das erste Abschaltsystem ausfällt, verwendet das zweite Abschaltsystem eine große Anzahl von Borcarbidpellets frei in den Kanal der reflektierenden Schicht des Reaktorkerns usw., um den Reaktor zu schließen und eine kalte Schließung zu realisieren, wobei der absorbierende Ball ein Graphitball ist, das Boron -Carbide enthält. Die Hauptfunktion des Borcarbidkerns im hochtemperaturgasgekühlten Reaktor besteht darin, die Leistung und Sicherheit des Reaktors zu kontrollieren. Der Kohlenstoffziegel wird mit Bor -Carbid -Neutronenabsorptionsmaterial imprägniert, das die Neutronenbestrahlung des Reaktordruckgefäßes verringern kann.
Gegenwärtig umfassen Boridmaterialien für Kernreaktoren hauptsächlich die folgenden Materialien: Borkarbid (Kontrollstäbe, Abschirmstangen), Borsäure (Moderator, Kühlmittel), Borstahl (Kontrollstangen und Lagerstabmaterialien für Kernbrennstoff und Atomabfall), Boron Europium (kernverbrannbares Giftmaterial) usw. usw. usw.