Bora karbido estas nigra kristalo kun metala brilo, ankaŭ konata kiel nigra diamanto, kiu apartenas al neorganikaj nemetalaj materialoj. Nuntempe, ĉiuj konas la materialon de bora karbido, 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-rompoj por absorbi kuglojn. La efiko de energio, samtempe tenante la ŝarĝon kiel eble plej malalta. Sed fakte, bora karbido havas multajn aliajn unikajn ecojn, kiuj povas igi ĝin ludi gravan rolon en abraziaĵoj, obstinaj materialoj, nuklea industrio, aerspaca kaj aliaj kampoj.
Ecoj debora karbido
Rilate al fizikaj ecoj, la malmoleco de bora karbido estas nur post diamanto kaj kuba bora nitrido, kaj ĝi ankoraŭ povas konservi altan forton je altaj temperaturoj, kio povas esti uzata kiel ideala materialo kontraŭ eluziĝo je alt-temperaturaj temperaturoj; la denseco de bora karbido estas tre malgranda (teoria denseco estas nur 2.52 g/cm3), pli malpeza ol ordinaraj ceramikaj materialoj, kaj povas esti uzata en la aerspaca kampo; bora karbido havas fortan neŭtronan sorban kapablon, bonan termikan stabilecon kaj fandopunkton de 2450 °C, do ĝi ankaŭ estas vaste uzata en la nuklea industrio. La neŭtrona sorba kapablo de la neŭtrono povas esti plu plibonigita per aldono de B-elementoj; boraj karbidaj materialoj kun specifa morfologio kaj strukturo ankaŭ havas specialajn fotoelektrajn ecojn; krome, bora karbido havas altan fandopunkton, altan elastan modulon, malaltan ekspansian koeficienton kaj bonan... Ĉi tiuj avantaĝoj igas ĝin potenciala aplika materialo en multaj kampoj kiel metalurgio, kemia industrio, maŝinaro, aerspaca kaj milita industrio. Ekzemple, ĝi povas uzi ĝin por korodo-rezistaj kaj eluziĝrezistaj partoj, fabrikado de kuglorezistaj kirasoj, reaktoraj kontrolaj stangoj kaj termoelektraj elementoj, ktp.
Rilate al kemiaj ecoj, bora karbido ne reagas kun acidoj, alkaloj kaj plej multaj neorganikaj kombinaĵoj je ĉambra temperaturo, kaj apenaŭ reagas kun oksigeno kaj halogenaj gasoj je ĉambra temperaturo, kaj ĝiaj kemiaj ecoj estas stabilaj. Krome, bora karbida pulvoro estas aktivigita per halogeno kiel ŝtala borigada agento, kaj boro enfiltriĝas sur la surfacon de ŝtalo por formi ferboridan filmon, tiel plibonigante la forton kaj eluziĝreziston de la materialo, kaj ĝiaj kemiaj ecoj estas bonegaj.
Ni ĉiuj scias, ke la naturo de la materialo determinas la uzon, do en kiuj aplikoj bora karbida pulvoro havas elstaran rendimenton?La inĝenieroj de la esplorcentro deUrbanMines Tech.Co., Ltd. faris la jenan resumon.
Apliko debora karbido
1. Bora karbido estas uzata kiel poluranta abrazivaĵo
La apliko de bora karbido kiel abrazivaĵo estas ĉefe uzata por muelado kaj polurado de safiro. Inter supermalmolaj materialoj, la malmoleco de bora karbido estas pli bona ol tiu de aluminio-oksido kaj silicio-karbido, due nur post diamanto kaj kuba bora nitrido. Safiro estas la plej ideala substrata materialo por duonkonduktaĵaj GaN/Al2O3 lum-elsendantaj diodoj (LED), grandskalaj integraj cirkvitoj SOI kaj SOS, kaj superkonduktaj nanostrukturaj filmoj. La glateco de la surfaco estas tre alta kaj devas esti ultra-glata sen ia grado da difekto. Pro la alta forto kaj alta malmoleco de safira kristalo (Mohs-malmoleco 9), ĝi alportis grandajn malfacilaĵojn al prilaboraj entreprenoj.
El la perspektivo de materialoj kaj muelado, la plej bonaj materialoj por prilaborado kaj muelado de safirkristaloj estas sinteza diamanto, bora karbido, siliciokarbido kaj siliciodioksido. La malmoleco de artefarita diamanto estas tro alta (Mohs-malmoleco 10). Dum muelado de la safirplato, ĝi gratos la surfacon, influos la lumtransmiton de la plato, kaj la prezo estas alta; post tranĉado de siliciokarbido, la malglateco RA estas kutime alta kaj la plateco estas malbona; Tamen, la malmoleco de silicio ne estas sufiĉa (Mohs-malmoleco 7), kaj la muelforto estas malbona, kio estas tempopostula kaj laborintensa en la muelprocezo. Tial, bora karbida abraziaĵo (Mohs-malmoleco 9.3) fariĝis la plej ideala materialo por prilaborado kaj muelado de safirkristaloj, kaj havas bonegan rendimenton en duflanka muelado de safirplatoj kaj malantaŭa maldensigo kaj polurado de safirbazitaj LED-epitaksaj platoj.
Indas mencii, ke kiam bora karbido estas super 600 °C, la surfaco oksidiĝos en B2O3-filmon, kiu moligos ĝin iagrade, do ĝi ne taŭgas por seka muelado je tro alta temperaturo en abraziaj aplikoj, nur por polurado de likva muelado. Tamen, ĉi tiu eco malhelpas B4C plu oksidiĝi, donante al ĝi unikajn avantaĝojn en la apliko de obstinaj materialoj.
2. Apliko en obstinaj materialoj
Bora karbido havas la karakterizaĵojn de kontraŭoksidiĝo kaj alta temperaturrezisto. Ĝi estas ĝenerale uzata kiel progresintaj formitaj kaj neformitaj obstinaj materialoj kaj estas vaste uzata en diversaj kampoj de metalurgio, kiel ekzemple ŝtalfornoj kaj fornomebloj.
Kun la bezonoj de energiŝparo kaj konsumredukto en la ferindustrio kaj la fandado de malaltkarbona ŝtalo kaj ultramalaltkarbona ŝtalo, la esplorado kaj disvolviĝo de malaltkarbonaj magnezio-karbonaj brikoj (ĝenerale <8% karbona enhavo) kun bonega funkciado altiris pli kaj pli da atento de enlandaj kaj eksterlandaj industrioj. Nuntempe, la funkciado de malaltkarbonaj magnezio-karbonaj brikoj ĝenerale plibonigiĝas per plibonigo de la ligita karbonstrukturo, optimumigo de la matriksa strukturo de magnezio-karbonaj brikoj, kaj aldono de alt-efikaj antioksidantoj. Inter ili, oni uzas grafitigitan karbonon konsistantan el industri-nivela bora karbido kaj parte grafitigita karbonnigro. Nigra kompozita pulvoro, uzata kiel karbonfonto kaj antioksidanto por malaltkarbonaj magnezio-karbonaj brikoj, atingis bonajn rezultojn.
Ĉar bora karbido moliĝas ĝis certa grado ĉe alta temperaturo, ĝi povas algluiĝi al la surfaco de aliaj materialaj partikloj. Eĉ se la produkto densiĝas, la B2O3-oksida filmo sur la surfaco povas formi certan protekton kaj ludi kontraŭoksidigan rolon. Samtempe, ĉar la kolonecaj kristaloj generitaj per la reakcio estas distribuitaj en la matrico kaj interspacoj de la obstina materialo, la poreco reduktiĝas, la meza temperatura forto pliboniĝas, kaj la volumeno de la generitaj kristaloj disetendiĝas, kio povas resanigi volumenan ŝrumpadon kaj redukti fendetojn.
3. Kuglorezistaj materialoj uzataj por plibonigi nacian defendon
Pro sia alta malmoleco, alta forto, malgranda specifa pezo kaj alta nivelo de balistika rezisto, bora karbido aparte konformas al la tendenco de malpezaj kuglorezistaj materialoj. Ĝi estas la plej bona kuglorezista materialo por la protekto de aviadiloj, veturiloj, kirasoj kaj homaj korpoj; nuntempe,Kelkaj landojproponis esploradon pri malaltkosta kontraŭbalista kiraso el bora karbido, celante antaŭenigi la grandskalan uzon de kontraŭbalista kiraso el bora karbido en la defendindustrio.
4. Apliko en nuklea industrio
Bora karbido havas altan neŭtronan sorban sekcon 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 la izotopo boro-10 estas tiel alta kiel 347×10⁻²⁴ cm², dua nur post kelkaj elementoj kiel gadolinio, samario kaj kadmio, kaj estas efika termika neŭtrona absorbilo. Krome, bora karbido estas riĉa je rimedoj, korodorezista, bona termika stabileco, ne produktas radioaktivajn izotopojn, kaj havas malaltan sekundaran radian energion, tial bora karbido estas vaste uzata kiel kontrolaj materialoj kaj ŝirmaj materialoj en nukleaj reaktoroj.
Ekzemple, en la nuklea industrio, la alt-temperatura gasmalvarmigita reaktoro uzas bor-sorbajn pilkojn kiel la duan haltigsistemon. Kaze de akcidento, kiam la unua haltigsistemo paneas, la dua haltigsistemo uzas grandan nombron da bor-karbidaj buletoj, kiuj falas libere en la kanalon de la reflekta tavolo de la reaktora kerno, ktp., por haltigi la reaktoron kaj realigi malvarman haltigon. La sorba pilko estas grafita pilko enhavanta bor-karbidon. La ĉefa funkcio de la bor-karbida kerno en la alt-temperatura gasmalvarmigita reaktoro estas kontroli la potencon kaj sekurecon de la reaktoro. La karbona briko estas impregnita per bor-karbida neŭtron-sorba materialo, kiu povas redukti la neŭtronan surradiadon de la reaktora premujo.
Nuntempe, boridaj materialoj por nukleaj reaktoroj ĉefe inkluzivas la jenajn materialojn: bora karbido (kontrolaj stangoj, ŝirmaj stangoj), bora acido (moderigilo, malvarmigaĵo), bora ŝtalo (kontrolaj stangoj kaj stokaj materialoj por nuklea fuelo kaj nuklea rubo), bora eŭropio (kerna bruligebla venenmaterialo), ktp.