Boron Carbide estas nigra kristalo kun metala brilo, ankaŭ konata kiel Nigra Diamanto, kiu apartenas al neorganikaj ne-metalaj materialoj. Nuntempe ĉiuj konas la materialon de boro-karburo, kiu eble ŝuldiĝas al la apliko de kuglorezista kiraso, ĉar ĝi havas la plej malaltan densecon inter ceramikaj materialoj, havas la avantaĝojn de alta elasta modulo kaj alta malmoleco, kaj povas atingi bonan uzon de mikro-frakturo por sorbi ĵetaĵojn. La efiko de energio, konservante la ŝarĝon kiel eble plej malalte. Sed fakte, boro -karburo havas multajn aliajn unikajn proprietojn, kio povas igi ĝin ludi gravan rolon en abrazivoj, refraktaj materialoj, nuklea industrio, aerspaco kaj aliaj kampoj.
Ecoj deboro -karburo
Koncerne fizikajn proprietojn, la malmoleco de boro-karburo estas nur post diamanto kaj kuba boro-nitrido, kaj ĝi ankoraŭ povas konservi altan forton ĉe altaj temperaturoj, kiuj povas esti uzataj kiel ideala alta temperaturo-rezistema materialo; La denseco de boro -karburo estas tre malgranda (teoria denseco estas nur 2,52 g/ cm3), pli malpeza ol ordinaraj ceramikaj materialoj, kaj uzeblas en la aerspaca kampo; Boro -karburo havas fortan neŭtronan absorbadkapablon, bonan termikan stabilecon kaj fandopunkton de 2450 ° C, do ĝi ankaŭ estas vaste uzata en la nuklea industrio. La neŭtrona absorba kapablo de la neŭtrono povas esti plue plibonigita aldonante B -elementojn; Materialoj de boro -karburo kun specifa morfologio kaj strukturo ankaŭ havas specialajn fotoelektrajn proprietojn; Krome, boro -karburo havas altan fandopunkton, altan elastan modulon, malaltan ekspansian koeficienton kaj bonajn ĉi tiujn avantaĝojn igas ĝin ebla aplika materialo en multaj kampoj kiel metalurgio, kemia industrio, maŝinaro, aerspaco kaj milita industrio. Ekzemple, korod-rezistemaj kaj eluzeblaj partoj, farante kuglorezistan kirason, reakciajn kontrolajn bastonojn kaj termoelektrajn elementojn, ktp.
Koncerne kemiajn proprietojn, boro -karburo ne reagas kun acidoj, alkaloj kaj plej neorganikaj komponaĵoj ĉe ĉambra temperaturo, kaj apenaŭ reagas kun oksigeno kaj halogenaj gasoj ĉe ĉambra temperaturo, kaj ĝiaj kemiaj proprietoj estas stabilaj. Krome, boro -karbura pulvoro estas aktivigita de halogeno kiel ŝtala enuiga agento, kaj boro estas infiltrita sur la surfaco de ŝtalo por formi feran boridan filmon, tiel plibonigante la forton kaj eluzas reziston de la materialo, kaj ĝiaj kemiaj proprietoj estas bonegaj.
Ni ĉiuj scias, ke la naturo de la materialo determinas la uzon, do en kiuj aplikoj havas boro -karbura pulvoro elstaran agadon?La inĝenieroj de la R&D centro deUrbanmines Tech.Co., Ltd. faris la sekvan resumon.
Apliko deboro -karburo
1. Boro -karburo estas uzata kiel poluranta abrasivo
La apliko de boro -karburo kiel abrasivo estas uzata ĉefe por muelado kaj polurado de safiro. Inter Superhard -materialoj, la malmoleco de boro -karburo estas pli bona ol tiu de aluminia rusto kaj silicia karburo, dua nur al diamanto kaj kuba boro -nitrido. Safiro estas la plej ideala substratmaterialo por duonkondukta GaN/Al 2 O3-lumaj diodoj (LEDoj), grandskalaj integraj cirkvitoj SOI kaj SOS, kaj superkonduktaj nanostrukturaj filmoj. La glateco de la surfaco estas tre alta kaj devas esti ultra-glata neniu damaĝo. Pro la alta forto kaj alta malmoleco de safira kristalo (Mohs -malmoleco 9), ĝi alportis grandajn malfacilaĵojn por prilabori entreprenojn.
El la perspektivo de materialoj kaj muelado, la plej bonaj materialoj por prilaborado kaj muelado de safiraj kristaloj estas sinteza diamanto, boro -karburo, silicia karburo kaj silicia dioksido. La malmoleco de artefarita diamanto estas tro alta (Mohs -malmoleco 10) kiam muelas la safiron, ĝi skrapos la surfacon, influos la luman transmittancon de la ondo, kaj la prezo estas multekosta; Post tranĉado de silicia karburo, la krudeco RA estas kutime alta kaj la ebenaĵo estas malbona; Tamen, la malmoleco de siliko ne sufiĉas (Mohs Hardness 7), kaj la muelanta forto estas malriĉa, kio multe da tempo kaj labor-intensa en la muelanta procezo. Tial, boro-karburo abrasiva (Mohs Hardness 9.3) fariĝis la plej ideala materialo por prilaborado kaj muelado de safiraj kristaloj, kaj havas bonegan agadon en duflanka muelado de safiraj vafoj kaj malantaŭa maldikiĝo kaj polurado de safiroj-bazitaj LED-epitaxiaj ondoj.
Menciindas, ke kiam boro -karburo superas 600 ° C, la surfaco estos oksidita en B2O3 -filmon, kiu mildigos ĝin ĝis iu mezuro, do ĝi ne taŭgas por seka muelado ĉe tro alta temperaturo en abraziaj aplikoj, nur taŭga por polurado de likvaĵo. Tamen, ĉi tiu posedaĵo malhelpas B4C esti oksidita plu, igante ĝin havi unikajn avantaĝojn en la apliko de refraktaj materialoj.
2. Apliko en refraktaj materialoj
Boro-karburo havas la karakterizaĵojn de kontraŭ-oksidado kaj alta temperaturo-rezisto. Ĝi estas ĝenerale uzata kiel altnivelaj kaj senŝanĝaj refraktaj materialoj kaj estas vaste uzata en diversaj kampoj de metalurgio, kiel ŝtalaj stiftoj kaj forno -mebloj.
Kun la bezonoj de energia ŝparado kaj konsumado-redukto de la fera kaj ŝtala industrio kaj la fandado de malalt-karbona ŝtalo kaj ultra-malalta karbona ŝtalo, la esplorado kaj disvolviĝo de malalta karbona magnezio-karbona brikoj (ĝenerale <8% karbona enhavo) kun bonega agado altiris pli kaj pli da atento de hejmaj kaj eksterlandaj industrioj. Nuntempe, la agado de malalt-karbona magnezio-karbonaj brikoj estas ĝenerale plibonigita plibonigante la ligitan karbonstrukturon, optimumigante la matrican strukturon de magnezia-karbona brikoj kaj aldonante altajn efikajn antioksidantojn. Inter ili, grafikigita karbono kunmetita de industria-grada boro-karburo kaj parte grafikigita karbona nigra estas uzata. Nigra kunmetita pulvoro, uzata kiel karbona fonto kaj antioksidanto por malalt-karbonaj magnezio-karbonaj brikoj, atingis bonajn rezultojn.
Ĉar boro -karburo mildiĝos ĝis iu mezuro ĉe alta temperaturo, ĝi povas esti alligita al la surfaco de aliaj materialaj eroj. Eĉ se la produkto estas densigita, la B2O3-rusto-filmo sur la surfaco povas formi certan protekton kaj ludi kontraŭ-oksidan rolon. Samtempe, ĉar la kolumnaj kristaloj generitaj de la reago estas distribuitaj en la matrico kaj la breĉoj de la refrakta materialo, la poroseco estas reduktita, la meza temperaturforto estas plibonigita, kaj la volumo de la generitaj kristaloj ekspansiiĝas, kio povas resanigi volumenan malpliiĝon kaj redukti fendojn.
3. Kuglorezistaj materialoj uzataj por plibonigi nacian defendon
Pro ĝia alta malmoleco, alta forto, malgranda specifa gravito kaj alta nivelo de balistika rezisto, boro -karburo estas precipe konforme al la tendenco de malpezaj kuglorezistaj materialoj. Ĝi estas la plej bona kuglorezista materialo por protekto de aviadiloj, veturiloj, kirasoj kaj homaj korpoj; Nuntempe,Iuj landojproponis kontraŭkostan borokarban kontraŭ-balistikan kirasan esploradon, celante antaŭenigi la grandskalan uzon de kontraŭ-balistika kiraso de boro-karburo en la defenda industrio.
4. Apliko en Nuklea Industrio
Boro-karburo havas altan neŭtronan absorban sekcion kaj larĝan neŭtronan energian spektron, kaj estas internacie agnoskita kiel la plej bona neŭtrona absorbilo por la nuklea industrio. Inter ili, la termika sekcio de boro-10-izotopo estas tiel alta kiel 347 × 10-24 cm2, dua nur al kelkaj elementoj kiel gadolinium, samario kaj kadmio, kaj estas efika termika neŭtrona absorbilo. Krome, boro-karburo estas riĉa je rimedoj, rezistema al korodo, bona termika stabileco, ne produktas radioaktivajn izotopojn, kaj havas malaltan malĉefan radian energion, do boro-karburo estas vaste uzata kiel kontrolaj materialoj kaj ŝirmantaj materialoj en nukleaj reaktoroj.
Ekzemple, en la nuklea industrio, la alt-temperatura gas-malvarmetigita reaktoro uzas boron absorbantan pilkan sistemon kiel la dua halto-sistemo. En kazo de akcidento, kiam la unua halto -sistemo malsukcesas, la dua halto -sistemo uzas grandan nombron da boro -karburaj buletoj liberaj en la kanalon de la reflekta tavolo de la reaktoro -kerno, ktp., Por fermi la reaktoron kaj realigi malvarman halton, kie la absorbanta pilko estas grafita pilko enhavanta boron karburon. La ĉefa funkcio de la boro-karbura kerno en la alta temperaturo-gaso-malvarmetigita reaktoro estas kontroli la potencon kaj sekurecon de la reaktoro. La karbona briko estas trempita per absorbanta materialo de neŭtronaj karburoj, kiu povas redukti la neŭtronan irradiadon de la reakcia prema ŝipo.
Nuntempe, boridaj materialoj por nukleaj reaktoroj inkluzivas ĉefe la jenajn materialojn: boro -karburo (kontrolaj bastonoj, ŝirmantaj bastonoj), boro -acido (moderatoro, malvarmigilo), boro -ŝtalo (kontrolaj bastonoj kaj stokaj materialoj por nuklea brulaĵo kaj nuklea malŝparo), boro -eŭropio (kerna burĝabla materialo), ktp.