Boorikarbidi on musta kide, jolla on metallinen kiilto, joka tunnetaan myös nimellä Black Diamond, joka kuuluu epäorgaanisiin ei-metallisiin materiaaleihin. Tällä hetkellä kaikki tuntevat boorikarbidin materiaalin, joka voi johtua luodinkestävän panssarin levittämisestä, koska sillä on alhaisin tiheys keraamisten materiaalien keskuudessa, on korkeat elastisen moduulin ja korkean kovuuden edut ja he voivat saavuttaa mikro-fraktuurin hyvä käytön absorboimiseksi. Energian vaikutus pitäen kuorman mahdollisimman alhaisena. Mutta itse asiassa boorikarbidilla on monia muita ainutlaatuisia ominaisuuksia, joilla voi olla tärkeä rooli hioma -aineissa, tulenkestävissä materiaaleissa, ydinteollisuudessa, ilmailu- ja muissa aloilla.
Ominaisuudetboorikarbidi
Fysikaalisten ominaisuuksien suhteen boorikarbidin kovuus tapahtuu vasta timantti- ja kuutiometrin boorinitridin jälkeen, ja se voi silti ylläpitää suurta lujuutta korkeissa lämpötiloissa, joita voidaan käyttää ihanteellisena korkean lämpötilan kulutuskestävänä materiaalina; Boorikarbidin tiheys on hyvin pieni (teoreettinen tiheys on vain 2,52 g/ cm3), kevyempi kuin tavalliset keraamiset materiaalit, ja sitä voidaan käyttää ilmailualan kentällä; Boorikarbidilla on vahva neutronien imeytymiskyky, hyvä lämpöstabiilisuus ja sulamispiste 2450 ° C, joten sitä käytetään myös laajasti ydinteollisuudessa. Neutronin neutronien imeytymiskykyä voidaan parantaa edelleen lisäämällä B -elementtejä; Boorikarbidimateriaaleilla, joilla on erityinen morfologia ja rakenne, on myös erityisiä fotoelektrisiä ominaisuuksia; Lisäksi boorikarbidilla on korkea sulamispiste, korkea elastinen moduuli, pieni laajennuskerroin ja hyvät nämä edut tekevät siitä potentiaalisen sovellusmateriaalin monilla aloilla, kuten metallurgia, kemianteollisuus, koneet, ilmailu- ja sotilasteollisuus. Esimerkiksi korroosiokeskeiset ja kulutuskestävät osat, luodinkestävän panssarin, reaktorin ohjaustangot ja termoelektriset elementit jne.
Kemiallisten ominaisuuksien suhteen boorikarbidi ei reagoi happojen, emäksen ja epäorgaanisten yhdisteiden kanssa huoneenlämpötilassa, ja tuskin reagoi happea ja halogeenikaasujen kanssa huoneenlämpötilassa, ja sen kemialliset ominaisuudet ovat stabiileja. Lisäksi boorikarbidijauhe aktivoituu halogeenilla teräsboridiaineena, ja boori on tunkeutunut teräspinnalle rautaboridikalvon muodostamiseksi, mikä parantaa materiaalin lujuutta ja kulumiskestävyyttä, ja sen kemialliset ominaisuudet ovat erinomaisia.
Me kaikki tiedämme, että materiaalin luonne määrittää käytön, joten missä sovelluksissa boorikarbidijauhe on erinomainen suorituskyky?T & K -keskuksen insinööritUrbanMines Tech.Co., Ltd. teki seuraavan yhteenvedon.
Soveltaminenboorikarbidi
1. Boorikarbidia käytetään hioma -hioma
Boorikarbidin levitystä hioma -aineena käytetään pääasiassa safiirin hiomiseen ja kiillottamiseen. Superhard -materiaalien joukossa boorikarbidin kovuus on parempi kuin alumiinioksidin ja piikarbidin kovuus, toiseksi vain timantti- ja kuutioboorinitridi. Sapphire on ihanteellisin substraattimateriaali puolijohde Gan/AL 2 O3 -valoa säteileville diodeille (LED), laajamittaisille integroiduille piireille SOI ja SOS ja suprajohtavat nanorakenteen elokuvat. Pinnan sileys on erittäin korkea ja sen on oltava erittäin sileää vaurioita. Safiirikiteiden suuren lujuuden ja suuren kovuuden vuoksi (MOHS -kovuus 9) se on tuonut suuria vaikeuksia yritysten käsittelyyn.
Materiaalien ja hionnan näkökulmasta parhaat safiirikiteiden prosessoinnin ja hiomista koskevat materiaalit ovat synteettinen timantti, boorikarbidi, piikarbidi ja piisidioksidi. Keinotekoisen timantin kovuus on liian korkea (mohs -kovuus 10), kun hiotaan safiiri kiekkoa, se naarmuttaa pintaa, vaikuttaa kiekon valon läpäisevyyteen ja hinta on kallis; Piharbidin leikkaamisen jälkeen karheus RA on yleensä korkea ja tasaisuus on huono; Piidioksidin kovuus ei kuitenkaan riitä (MOHS-kovuus 7), ja jauhatusvoima on huono, mikä on aikaa vievää ja työvoimavaltaista hiomaprosessissa. Siksi boorikarbidi-hioma (MOHS-kovuus 9.3) on tullut ihanteellisin materiaali safiirikiteiden käsittelyyn ja hiomiseen, ja sillä on erinomainen suorituskyky safiiripohjaisten LED-epitaksiaalisten kiekkojen kaksipuolisessa hiomisessa ja selkä ohenemisessa ja kiillotuksessa.
On syytä mainita, että kun boorikarbidi on yli 600 ° C, pinta hapettuu B2O3 -kalvoksi, mikä pehmentää sitä tietyssä määrin, joten se ei sovellu kuiviin jauhamiseen liian korkeassa lämpötilassa hankaavissa sovelluksissa, vain sopivan nesteen jauhamisen kiillottamiseen. Tämä ominaisuus estää kuitenkin B4C: n hapettumisen edelleen, joten sillä on ainutlaatuisia etuja tulenkestävien materiaalien levittämisessä.
2. levitys tulenkestävässä materiaalissa
Boorikarbidilla on antioksidaation ja korkean lämpötilan resistenssin ominaisuudet. Sitä käytetään yleensä edistyneinä ja muotoilemattomina tulenkestävinä materiaaleina, ja sitä käytetään laajasti metallurgian eri aloilla, kuten teräsuunnilla ja uunikalusteilla.
Rauta- ja terästeollisuuden energiansäästöjen ja kulutuksen vähentämisen tarpeita sekä vähähiilisen teräs- ja erittäin pienen hiiliteräksen sulattamista, vähähiilisen magnesia-hiilitiilien (yleensä <8% hiilipitoisuus) tutkimus ja kehittäminen erinomaisella suorituskyvyllä on herättänyt enemmän ja enemmän huomiota kotimaisilta ja ulkomaalaisilta. Tällä hetkellä vähähiilisten magnesia-hiilitiilien suorituskykyä parannetaan yleensä parantamalla sitoutunutta hiilirakennetta, optimoimalla magnesia-hiilitiilien matriisirakenne ja lisäämällä korkean tehokkuuden antioksidantteja. Niistä käytetään grafiitisoitua hiiltä, jotka koostuvat teollisuusluokan boorikarbidista ja osittain grafiitisoidusta hiilimustasta. Hiililähteenä ja antioksidanttina käytetty musta komposiittijauhe vähähiiliseen magnesia-hiilitiiliin on saavuttanut hyvät tulokset.
Koska boorikarbidi pehmenee tietyssä määrin korkeassa lämpötilassa, se voidaan kiinnittää muiden materiaalihiukkasten pintaan. Vaikka tuote on tiivistynyt, pinnalla oleva B2O3-oksidikalvo voi muodostaa tietyn suojan ja sen anti-hapettumisrooli. Samanaikaisesti, koska reaktion tuottamat pylväskiteet jakautuvat matriisiin ja tulenkestävän materiaalin rakoihin, huokoisuus vähenee, keskilämpötilan voimakkuus paranee ja muodostettujen kiteiden tilavuus laajenee, mikä voi parantaa tilavuuden kutistumista ja vähentää halkeamia.
3. Kansallisen puolustuksen parantamiseen käytetty luodinkestävät materiaalit
Korkean kovuuden, korkean lujuuden, pienen ominaispainojen ja korkean ballistisen vastuspinnan vuoksi boorikarbidi on erityisesti kevyiden luodinkestävien materiaalien trendin mukainen. Se on paras luodinkestävä materiaali lentokoneiden, ajoneuvojen, panssarien ja ihmiskehojen suojaamiseksi; tällä hetkellä,Jotkut maatovat ehdottaneet edullisia boorikarbidia anti-ballistisia panssaritutkimuksia, joiden tavoitteena on edistää boorikarbidin anti-ballististen panssarien laajaa käyttöä puolustusteollisuudessa.
4. Ydinalan sovellus
Boorikarbidilla on korkea neutronien absorptiopoikkileikkaus ja laaja neutronienergian spektri, ja se tunnustetaan kansainvälisesti ydinteollisuuden parhaaksi neutronien absorboijaksi. Niiden joukossa boori-10-isotooppin lämpöosa on jopa 347 × 10-24 cm2, toiseksi vain muutamille elementeille, kuten gadoliinium, samarium ja kadmium, ja se on tehokas lämpöneutronin absorboija. Lisäksi boorikarbidissa on runsaasti resursseja, korroosiokestävä, hyvä lämpöstabiilisuus, ei tuota radioaktiivisia isotooppeja ja sillä on alhainen sekundaarinen säteen energia, joten boorikarbidia käytetään laajasti ohjausmateriaaleina ja suojausmateriaaleina ydinreaktoreilla.
Esimerkiksi ydinteollisuudessa korkean lämpötilan kaasujäähdytteinen reaktori käyttää booria absorboivaa pallon sammutusjärjestelmää toisena sammutusjärjestelmänä. Onnettomuuden tapauksessa, kun ensimmäinen sammutusjärjestelmä epäonnistuu, toinen sammutusjärjestelmä käyttää suurta määrää boorikarbidipellettejä vapaasti putoamassa reaktorin ytimen heijastavan kerroksen kanavalle jne. Reaktorin sammuttamiseksi ja kylmän sammutuksen toteuttamiseksi, jossa absorboiva pallo on grafiittipallo, joka sisältää boorikarbidia. Boorikarbidin ytimen päätoiminto korkean lämpötilan kaasujäähdyttimessä on reaktorin tehoa ja turvallisuutta. Hiilitiili kyllästetään boorikarbidi -neutronia absorboivalla materiaalilla, mikä voi vähentää reaktorin paineastian neutronisäteilytystä.
Ydinreaktorien boridimateriaalit sisältävät tällä hetkellä pääasiassa seuraavat materiaalit: boorikarbidi (kontrollitangot, suojatangot), boorihappoa (moderaattori, jäähdytysneste), booriteräs (ohjaustangot ja varastointimateriaalit ydinjätteet ja ydinjätteet), boori eurooppium (keskeinen poltettava myrkkymateriaali) jne.