Boron karbid je crni kristal s metalnim sjajem, poznat i kao crni dijamant, koji pripada anorganskim nemetalnim materijalima. Trenutno su svi upoznati s materijalom boron karbida, što može biti posljedica primjene neprobojnog oklopa, jer ima najnižu gustoću među keramičkim materijalima, ima prednosti visokog elastičnog modula i visoke tvrdoće i mogu postići dobru upotrebu mikro-otpadaka za apsorbiranje projektila. Učinak energije, zadržavajući opterećenje što je moguće niže. Ali u stvari, Boron Carbide ima mnoga druga jedinstvena svojstva, što može učiniti važnu ulogu u abrazivima, vatrostalnim materijalima, nuklearnoj industriji, zrakoplovnim i drugim poljima.
Svojstvaboron karbid
U pogledu fizičkih svojstava, tvrdoća boron karbida je tek nakon dijamanta i kubičnog bor-nitrida, a još uvijek može održavati visoku čvrstoću na visokim temperaturama, što se može koristiti kao idealan materijal otporan na habanje visoke temperature; Gustoća boron karbida je vrlo mala (teorijska gustoća je samo 2,52 g/ cm3), lakša od običnih keramičkih materijala, a može se koristiti u zrakoplovnom polju; Boron karbid ima snažnu sposobnost apsorpcije neutrona, dobru toplinsku stabilnost i talište od 2450 ° C, tako da se široko koristi i u nuklearnoj industriji. Sposobnost apsorpcije neutrona neutrona može se dodatno poboljšati dodavanjem B elemenata; Boron karbidni materijali sa specifičnom morfologijom i strukturom također imaju posebna fotoelektrična svojstva; Osim toga, boron karbid ima visoku talicu, visoki elastični modul, koeficijent niskog ekspanzije i dobre ove prednosti čine ga potencijalnim materijalom za primjenu u mnogim područjima kao što su metalurgija, kemijska industrija, stroj, aerospace i vojna industrija. Na primjer, dijelovi otporni na koroziju i otporni na habanje, praveći oklop od metaka, upravljačke šipke reaktora i termoelektrične elemente, itd.
U pogledu kemijskih svojstava, boron karbid ne reagira s kiselinama, alkalijama i većinom anorganskih spojeva na sobnoj temperaturi, a teško reagira s plinovima kisika i halogena na sobnoj temperaturi, a njegova kemijska svojstva su stabilna. Pored toga, halogen u prahu za boron karbid aktivira se kao čelično sredstvo za boridiranje, a boron se infiltrira na površinu čelika kako bi formirao film željeznog borida, povećavajući tako snagu i otpornost na habanje materijala, a njegova kemijska svojstva su izvrsna.
Svi znamo da priroda materijala određuje uporabu, pa u kojoj primjeni boron karbidni prah ima izvanredne performanse?Inženjeri centra za istraživanje i razvojUrbanMines Tech.Co., Ltd., napravio je sljedeći sažetak.
Primjenaboron karbid
1. Boron karbid koristi se kao poliranje abrazivnog
Primjena bor -karbida kao abraziva uglavnom se koristi za brušenje i poliranje safira. Među vrhunskim materijalima, tvrdoća boron karbida je bolja od one aluminij oksida i silicij -karbida, a drugo samo od dijamanta i kubičnog bor -nitrida. Sapphire je najidealniji supstratni materijal za poluvodičke GAN/AL 2 O3 diode koje emitiraju svjetlost (LED), integrirani krugovi velikih razmjera SOI i SOS, te superprovodljivi nanostrukturni filmovi. Glatkost površine je vrlo visoka i mora biti ultra glatka bez stupnja oštećenja. Zbog velike čvrstoće i velike tvrdoće kristala safira (Mohs tvrdoća 9), donijela je velike poteškoće u obradi poduzeća.
Iz perspektive materijala i mljevenja, najbolji materijali za obradu i mljevenje kristala safira su sintetički dijamant, boron karbid, silicijski karbid i silicijev dioksid. Tvrdoća umjetnog dijamanta je previsoka (Mohsova tvrdoća 10) prilikom mljevenja safirnog reza, ogrebat će površinu, utjecati na laganu propusnost rezina, a cijena je skupa; Nakon rezanja silicij -karbida, grubost RA je obično visoka, a ravan je loša; Međutim, tvrdoća silicijevog dioksida nije dovoljna (Mohs tvrdoća 7), a sila mljevenja je loša, što je dugotrajno i naporno intenzivno u procesu mljevenja. Stoga je boron karbid abraziv (Mohs tvrdoća 9.3) postao najidealniji materijal za obradu i mljevenje kristala safira, a ima izvrsne performanse u dvostranom mljevenju safirnih rezina i prorjeđivanju i poliranju LED-a na bazi Sapphira.
Vrijedno je napomenuti da kada je boron karbid iznad 600 ° C, površina će se oksidirati u B2O3 film, koji će ga u određenoj mjeri omekšati, tako da nije prikladan za suho brušenje na previsokoj temperaturi u abrazivnim primjenama, pogodno samo za poliranje tekućih mljevenja. Međutim, ovo svojstvo sprječava da se B4C dodatno oksidira, zbog čega ima jedinstvene prednosti u primjeni vatrostalnih materijala.
2. Primjena u vatrostalnim materijalima
Boron karbid ima karakteristike antioksidacije i visoke temperaturne otpornosti. Općenito se koristi kao napredni oblik i neosporni vatrostalni materijali, a široko se koristi u raznim poljima metalurgije, poput čeličnih štednjaka i namještaja od peći.
Uz potrebe uštede energije i smanjenja potrošnje u industriji željeza i čelika i topljenjem čelika s niskim udjelom ugljika i ultra-niskog ugljičnog čelika, istraživanje i razvoj cigle magnezijske karbon-karbon-ugljik s niskim udjelom ugljika (uglavnom <8% udjela ugljika) s izvrsnim performansama privukli su sve više pozornosti iz domaće i stranih industrija. Trenutno se performanse cigle s magnezijskim ugljikom s niskim udjelom ugljika uglavnom poboljšavaju poboljšanjem vezane strukture ugljika, optimiziranjem matrične strukture cigle magnezija-karbona i dodavanjem antioksidansa visoke učinkovitosti. Među njima se koristi grafitizirani ugljik sastavljen od industrijskog borovog karbida i djelomično grafitiziranog ugljičnog crna. Crni kompozitni prah, koji se koristi kao izvor ugljika i antioksidans za cigle s magnezijskim ugljikom s niskim udjelom ugljika, postigao je dobre rezultate.
Budući da će boron karbid u određenoj mjeri omekšati na visokoj temperaturi, može se pričvrstiti na površinu drugih čestica materijala. Čak i ako je proizvod zgusnut, B2O3 oksidni film na površini može formirati određenu zaštitu i igrati ulogu protiv oksidacije. Istodobno, budući da su stuparni kristali generirani reakcijom raspoređeni u matrici i praznine vatrostalnog materijala, poroznost se smanjuje, srednja temperatura se poboljšava, a volumen generiranih kristala širi se, što može zacijeliti i smanjenje volumena i smanjiti pukotine.
3. Protemljive materijale koji se koriste za poboljšanje nacionalne obrane
Zbog svoje visoke tvrdoće, velike čvrstoće, male specifične težine i visoke razine balističkog otpora, boron karbid je posebno u skladu s trendom laganih materijala bez metaka. To je najbolji neprobojni materijal za zaštitu zrakoplova, vozila, oklopa i ljudskih tijela; Trenutno,Neke zemljepredložili su niskobudžetne borbeničke oklopne oklopne boron karbide s ciljem promicanja velike upotrebe borbe protiv balističkog oklopa boron karbida u obrambenoj industriji.
4. Primjena u nuklearnoj industriji
Boron karbid ima visoki presjek apsorpcije neutrona i široki neutronski energetski spektar, a međunarodno je prepoznat kao najbolji apsorber neutrona za nuklearnu industriju. Među njima je toplinski presjek izotopa boron-10 čak 347 × 10-24 cm2, drugi samo do nekoliko elemenata poput gadolinija, samarija i kadmija, a učinkovit je toplinski apsorber neutrona. Osim toga, boron karbid je bogat resursima, korozijskim, dobra toplinska stabilnost, ne proizvodi radioaktivne izotope i ima nisku sekundarnu energiju zraka, pa se boron karbid široko koristi kao kontrolni materijali i zaštitni materijali u nuklearnim reaktorima.
Na primjer, u nuklearnoj industriji, visokotemperaturni reaktor hlađen od plina koristi sustav isključivanja kuglice za apsorpciju borova kao drugi sustav isključivanja. U slučaju nesreće, kada sustav prvog isključivanja ne uspije, drugi sustav isključivanja koristi veliki broj boron karbidnih peleta slobodno pada u kanal reflektivnog sloja jezgre reaktora itd. Za isključivanje reaktora i ostvarenje hladnog isključivanja, pri čemu je upijajuća lopta grafitna lopta. Glavna funkcija jezgre borona karbida u reaktoru visokog temperature je kontrola snage i sigurnosti reaktora. Ugljična opeka impregnira se materijalom koji apsorbira neutron od boron karbida, koji može smanjiti neutronsko zračenje plovila tlaka reaktora.
Trenutno, Boridni materijali za nuklearne reaktore uglavnom uključuju sljedeće materijale: boron karbid (upravljačke šipke, zaštitne šipke), borna kiselina (moderator, rashladno sredstvo), boronski čelik (kontrolne šipke i materijale za skladištenje nuklearnog goriva i nuklearnog otpada), boro Europium (jezgrani materijal za izgaranje otrova), etcc. etcc