Το καρβίδιο του βορίου είναι ένα μαύρο κρύσταλλο με μεταλλική λάμψη, επίσης γνωστό ως Black Diamond, το οποίο ανήκει σε ανόργανα μη μεταλλικά υλικά. Επί του παρόντος, όλοι είναι εξοικειωμένοι με το υλικό του καρβιδίου του βορίου, το οποίο μπορεί να οφείλεται στην εφαρμογή αλεξίσφαιρων θωράκισης, επειδή έχει τη χαμηλότερη πυκνότητα μεταξύ των κεραμικών υλικών, έχει τα πλεονεκτήματα του υψηλού ελαστικού συντελεστή και της υψηλής σκληρότητας και μπορεί να επιτύχει καλή χρήση μικρο-θραυστικής κατάρρευσης για να απορροφήσει τα βλήματα. Η επίδραση της ενέργειας, διατηρώντας παράλληλα το φορτίο όσο το δυνατόν χαμηλότερο. Αλλά στην πραγματικότητα, το καρβίδιο του Boron έχει πολλές άλλες μοναδικές ιδιότητες, γεγονός που μπορεί να παίξει σημαντικό ρόλο σε λειαντικά, ανθεκτικά υλικά, πυρηνική βιομηχανία, αεροδιαστημική και άλλα πεδία.
Ιδιότητες τουβόριο καρβίδιο
Όσον αφορά τις φυσικές ιδιότητες, η σκληρότητα του καρβιδίου του βορίου είναι μόνο μετά από νιτριδάτα διαμαντιού και κυβικού βορίου και μπορεί ακόμα να διατηρήσει υψηλή αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ιδανικό υλικό ανθεκτικό σε φθορά υψηλής θερμοκρασίας. Η πυκνότητα του καρβιδίου του βορίου είναι πολύ μικρή (η θεωρητική πυκνότητα είναι μόνο 2,52 g/ cm3), ελαφρύτερη από τα συνηθισμένα κεραμικά υλικά και μπορεί να χρησιμοποιηθεί στον τομέα της αεροδιαστημικής. Το καρβίδιο του βορίου έχει ισχυρή ικανότητα απορρόφησης νετρονίων, καλή θερμική σταθερότητα και σημείο τήξης 2450 ° C, επομένως χρησιμοποιείται επίσης ευρέως στην πυρηνική βιομηχανία. Η ικανότητα απορρόφησης νετρονίων του νετρονίου μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω με την προσθήκη στοιχείων Β. Τα υλικά καρβιδίου βορίου με συγκεκριμένη μορφολογία και δομή έχουν επίσης ειδικές φωτοηλεκτρικές ιδιότητες. Επιπλέον, το καρβίδιο του βορίου έχει υψηλό σημείο τήξης, υψηλό ελαστικό μέτρο, χαμηλό συντελεστή επέκτασης και καλό αυτά τα πλεονεκτήματα το καθιστούν ένα πιθανό υλικό εφαρμογής σε πολλούς τομείς όπως η μεταλλουργία, η χημική βιομηχανία, τα μηχανήματα, η αεροδιαστημική και η στρατιωτική βιομηχανία. Για παράδειγμα, ανθεκτικά στη διάβρωση και ανθεκτικά σε φθορά εξαρτήματα, καθιστώντας αλεξίσφαιρα θωράκιση, ράβδους ελέγχου αντιδραστήρα και θερμοηλεκτρικά στοιχεία κ.λπ.
Από την άποψη των χημικών ιδιοτήτων, το καρβίδιο του βορίου δεν αντιδρά με οξέα, αλκαλικά και οι περισσότερες ανόργανες ενώσεις σε θερμοκρασία δωματίου και δεν αντιδρούν ελάχιστα με αέρια οξυγόνου και αλογόνου σε θερμοκρασία δωματίου και οι χημικές του ιδιότητες είναι σταθερές. Επιπλέον, η σκόνη καρβιδίου βορίου ενεργοποιείται με αλογόνο ως παράγοντα βοσκοτόπας και το βόριο διεισδύεται στην επιφάνεια του χάλυβα για να σχηματίσει ένα μεμβράνη σιδήρου βοριδίου, ενισχύοντας έτσι την αντοχή και την αντοχή στη φθορά του υλικού και οι χημικές του ιδιότητες είναι εξαιρετικές.
Όλοι γνωρίζουμε ότι η φύση του υλικού καθορίζει τη χρήση, οπότε σε ποιες εφαρμογές η σκόνη καρβιδίου βόριο έχει εξαιρετική απόδοση;Οι μηχανικοί του κέντρου Ε & Α τουTech Urbanmines.Η Co., Ltd. έκανε την ακόλουθη περίληψη.
Αίτημαβόριο καρβίδιο
1. Το καρβίδιο του βορίου χρησιμοποιείται ως λειαντική λείανση
Η εφαρμογή του καρβιδίου βορίου ως λειαντικού χρησιμοποιείται κυρίως για τη λείανση και τη στίλβωση του ζαφείρι. Μεταξύ των υλικών superhard, η σκληρότητα του καρβιδίου του βορίου είναι καλύτερη από αυτή του καρβιδίου οξειδίου του αργιλίου και πυριτίου, δεύτερη μόνο σε νιτρίδιο διαμαντιού και κυβικού βορίου. Το Sapphire είναι το πιο ιδανικό υλικό υποστρώματος για τις δίοδοι εκπομπής φωτός (LED), μεγάλης κλίμακας ολοκληρωμένα κυκλώματα SOI και SOS και υπεραγωγικές ταινίες νανοδομής. Η ομαλότητα της επιφάνειας είναι πολύ υψηλή και πρέπει να είναι εξαιρετικά ομαλός βαθμός βλάβης. Λόγω της υψηλής αντοχής και της υψηλής σκληρότητας του Crystal Sapphire (MOHS Hardness 9), έχει προκαλέσει μεγάλες δυσκολίες στην επεξεργασία των επιχειρήσεων.
Από την άποψη των υλικών και της λείανσης, τα καλύτερα υλικά για επεξεργασία και λείανση κρυστάλλων ζαφείρι είναι συνθετικό διαμάντι, καρβίδιο βορίου, καρβίδιο πυριτίου και διοξείδιο του πυριτίου. Η σκληρότητα του τεχνητού διαμαντιού είναι υπερβολικά υψηλή (σκληρότητα Mohs 10) όταν λείαζε το ζαχαροπλαστείο, θα ξύνει την επιφάνεια, θα επηρεάσει τη μεταφορά του φωτός του δίσκου και η τιμή είναι δαπανηρή. Μετά την κοπή καρβιδίου πυριτίου, η τραχύτητα RA είναι συνήθως υψηλή και η επιπεδότητα είναι φτωχή. Ωστόσο, η σκληρότητα του πυριτίου δεν είναι αρκετή (MOHS Hardness 7), και η δύναμη λείανσης είναι φτωχή, η οποία είναι χρονοβόρα και ένταση εργασίας στη διαδικασία λείανσης. Ως εκ τούτου, το λειαντικό καρβίδιο του βορίου (MOHS Hardness 9.3) έχει γίνει το πιο ιδανικό υλικό για την επεξεργασία και τη λείανση των κρυστάλλων ζαφείρι και έχει εξαιρετική απόδοση σε διπλή όψη των ζαφείρι και πίσω αραίωση και στίλβωση των επιταξιακών δισκίων LED που βασίζονται σε ζαφείρι.
Αξίζει να σημειωθεί ότι όταν το καρβίδιο του βορίου είναι πάνω από 600 ° C, η επιφάνεια θα οξειδωθεί σε μεμβράνη B2O3, η οποία θα το μαλακώσει σε κάποιο βαθμό, οπότε δεν είναι κατάλληλο για ξηρή άλεση σε υπερβολική θερμοκρασία σε λειαντικές εφαρμογές, κατάλληλη μόνο για το γυαλί υγρό άλεμο. Ωστόσο, αυτή η ιδιότητα εμποδίζει την οξειδωμένη περαιτέρω το B4C, καθιστώντας τα μοναδικά πλεονεκτήματα στην εφαρμογή ανθεκτικών υλικών.
2. Εφαρμογή σε ανθεκτικά υλικά
Το καρβίδιο του βορίου έχει τα χαρακτηριστικά της αντι-οξείδωσης και της αντοχής σε υψηλή θερμοκρασία. Χρησιμοποιείται γενικά ως προχωρημένα και μη διαμορφωμένα ανθεκτικά υλικά και χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορους τομείς μεταλλουργίας, όπως χαλύβδινες σόμπες και έπιπλα κλιβάνου.
Με τις ανάγκες της εξοικονόμησης ενέργειας και της μείωσης της κατανάλωσης στη βιομηχανία σιδήρου και χάλυβα και η τήξη του χάλυβα χαμηλής άνθρακα και του εξαιρετικά χαμηλού ανθρακούχου χάλυβα, η έρευνα και η ανάπτυξη τούβλων με χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα άνθρακα (γενικά <8% περιεκτικότητα σε άνθρακα) με εξαιρετική απόδοση έχει προσελκύσει όλο και περισσότερη προσοχή από τις εγχώριες και ξένες βιομηχανίες. Επί του παρόντος, η απόδοση των τούβλων με χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα-άνθρακα βελτιώνεται γενικά με τη βελτίωση της δομής του άνθρακα, τη βελτιστοποίηση της δομής της μήτρας των τούβλων μαγνησίας-άνθρακα και την προσθήκη αντιοξειδωτικών υψηλής απόδοσης. Μεταξύ αυτών, ο άνθρακας που αποτελείται από καρβίδιο βορίου βιομηχανικού βαθμού και εν μέρει με γραφιοποιημένο μαύρο άνθρακα. Η μαύρη σύνθετη σκόνη, που χρησιμοποιείται ως πηγή άνθρακα και αντιοξειδωτικό για τούβλα μαγνησίας-άνθρακα χαμηλής άνθρακα, έχει επιτύχει καλά αποτελέσματα.
Δεδομένου ότι το καρβίδιο του βορίου θα μαλακώσει σε κάποιο βαθμό σε υψηλή θερμοκρασία, μπορεί να συνδεθεί στην επιφάνεια άλλων σωματιδίων υλικού. Ακόμη και αν το προϊόν είναι πυκνοποιημένο, το μεμβράνη οξειδίου του B2O3 στην επιφάνεια μπορεί να σχηματίσει μια ορισμένη προστασία και να διαδραματίσει ρόλο κατά της οξείδωσης. Ταυτόχρονα, επειδή οι στήλοι κρύσταλλοι που παράγονται από την αντίδραση κατανέμονται στη μήτρα και τα κενά του ανθεκτικού υλικού, το πορώδες μειώνεται, η αντοχή της μέσης θερμοκρασίας βελτιώνεται και ο όγκος των παραγόμενων κρυστάλλων επεκτείνεται, οι οποίες μπορούν να θεραπεύσουν τη συρρίκνωση του όγκου και να μειώσουν τις ρωγμές.
3. Αλεξίσφαιρα υλικά που χρησιμοποιούνται για την ενίσχυση της εθνικής άμυνας
Λόγω της υψηλής σκληρότητας, της υψηλής αντοχής, της μικρής ειδικής βαρύτητας και του υψηλού επιπέδου βαλλιστικής αντίστασης, το καρβίδιο του βορίου είναι ιδιαίτερα σύμφωνα με την τάση των ελαφρών αλεξίσφαιρων υλικών. Είναι το καλύτερο αλεξίσφαιρο υλικό για την προστασία των αεροσκαφών, των οχημάτων, των πανοπλιών και των ανθρώπινων σωμάτων. τη στιγμή,Ορισμένες χώρεςέχουν προτείνει αντι-μπαλλιστική έρευνα από καρβίδιο βόριο χαμηλού κόστους, με στόχο την προώθηση της μεγάλης κλίμακας χρήσης αντι-μπαλλικής πανοπλία του βόρουνα στην αμυντική βιομηχανία.
4. Εφαρμογή στην πυρηνική βιομηχανία
Το καρβίδιο του βόριο έχει υψηλή διατομή απορρόφησης νετρονίων και ευρύ φάσμα ενέργειας νετρονίων και αναγνωρίζεται διεθνώς ως ο καλύτερος απορροφητής νετρονίων για την πυρηνική βιομηχανία. Μεταξύ αυτών, το θερμικό τμήμα του ισότοπου βορίου-10 είναι τόσο υψηλό όσο 347 × 10-24 cm2, δεύτερο μόνο σε μερικά στοιχεία όπως το γαδολίνιο, το σαμάριο και το κάδμιο και είναι ένας αποτελεσματικός απορροφητής θερμικής νετρονίων. Επιπλέον, το καρβίδιο του βορίου είναι πλούσιο σε πόρους, ανθεκτικό στη διάβρωση, καλή θερμική σταθερότητα, δεν παράγει ραδιενεργά ισότοπα και έχει χαμηλή δευτερεύουσα ενέργεια ακτίνων, έτσι το καρβίδιο του βορίου χρησιμοποιείται ευρέως ως υλικά ελέγχου και υλικά θωράκισης σε πυρηνικούς αντιδραστήρες.
Για παράδειγμα, στην πυρηνική βιομηχανία, ο αντιδραστήρας υψηλής θερμοκρασίας, ο αντιδραστήρας αερίου χρησιμοποιεί το σύστημα τερματισμού σφαίρας που απορροφά το βόριο ως το δεύτερο σύστημα τερματισμού λειτουργίας. Σε περίπτωση ατυχήματος, όταν αποτύχει το πρώτο σύστημα τερματισμού λειτουργίας, το δεύτερο σύστημα τερματισμού λειτουργίας χρησιμοποιεί μεγάλο αριθμό σφαιρών καρβιδίου βόριο ελεύθερη πτώση στο κανάλι του αντανακλαστικού στρώματος του πυρήνα του αντιδραστήρα κλπ., Για να κλείσει τον αντιδραστήρα και να συνειδητοποιήσει το κρύο κλείσιμο, όπου η μπάλα απορρόφησης είναι μια σφαίρα γραφίτη που περιέχει καρβίδιο βορίου. Η κύρια λειτουργία του πυρήνα καρβιδίου βορίου στον αντιδραστήρα υψηλής θερμοκρασίας αερίου είναι ο έλεγχος της ισχύος και της ασφάλειας του αντιδραστήρα. Το τούβλο άνθρακα εμποτίζεται με υλικό απορρόφησης νετρονίων καρβιδίου βορίου, το οποίο μπορεί να μειώσει την ακτινοβολία νετρονίων του δοχείου πίεσης του αντιδραστήρα.
Προς το παρόν, τα υλικά βορίου για πυρηνικούς αντιδραστήρες περιλαμβάνουν κυρίως τα ακόλουθα υλικά: καρβίδιο βορίου (ράβδοι ελέγχου, ράβδους θωράκισης), βορικό οξύ (συντονιστής, ψυκτικό), χάλυβα βορίου (ράβδους ελέγχου και υλικά αποθήκευσης για πυρηνικά καύσιμα και πυρηνικά απόβλητα)