A bór-karbid egy fekete kristály fémes csillogással, más néven fekete gyémánt, amely szervetlen, nemfémes anyagokhoz tartozik. Jelenleg mindenki ismeri a bór-karbid anyagát, amelynek oka lehet a golyóálló páncélok alkalmazásának, mivel a kerámia anyagok között a legalacsonyabb, a nagy elasztikus modulus és a nagy keménység előnyei, és jól használhatják a mikro-fröccsöntést a lövedékek felszívása érdekében. Az energia hatása, miközben a terhelést a lehető legkisebben tartja. Valójában azonban a bór -karbidnak sok más egyedi tulajdonsága van, ami fontos szerepet játszhat a csiszolóanyagokban, a tűzálló anyagokban, a nukleáris iparban, a repülőgépiparban és más területeken.
Tulajdonságaibór -karbid
A fizikai tulajdonságok szempontjából a bór-karbid keménysége csak a gyémánt és a köbös bór-nitrid után van, és továbbra is magas szilárdságot képes fenntartani a magas hőmérsékleten, amely ideális, magas hőmérsékletű kopásálló anyagként használható; A bór -karbid sűrűsége nagyon kicsi (az elméleti sűrűség csak 2,52 g/ cm3), könnyebb, mint a szokásos kerámia anyagok, és felhasználható az űrmezőben; A bór -karbid erős neutron abszorpciós képessége, jó hőstabilitása és 2450 ° C olvadáspontja, tehát a nukleáris iparban széles körben is használják. A neutron neutron abszorpciós képessége tovább javítható B elemek hozzáadásával; A specifikus morfológiájú és szerkezetű bór -karbid anyagok szintén speciális fotoelektromos tulajdonságokkal rendelkeznek; Ezenkívül a bór -karbidnak magas olvadáspontja van, magas elasztikus modulus, alacsony tágulási együttható és jó ezek az előnyök potenciális alkalmazási anyaggá teszik számos területen, mint például a kohászat, a vegyipar, a gépek, a repülőgépek és a katonai ipar. Például a korrózióálló és kopásálló alkatrészek, amelyek golyóálló páncélokat, reaktor-vezérlő rudakat és hőelektromos elemeket készítenek, stb.
A kémiai tulajdonságok szempontjából a bór -karbid nem reagál savakkal, lúgokkal és a legtöbb szervetlen vegyületkel szobahőmérsékleten, és szobahőmérsékleten alig reagál az oxigén- és halogéngázokkal, és kémiai tulajdonságai stabilak. Ezenkívül a halogén acél borítószerként aktiválja a bór -karbidport, és a bórot az acél felületére beszivárogják, hogy vas -boridfilmet képezzenek, ezáltal javítva az anyag szilárdságát és kopásállóságát, és kémiai tulajdonságai kiválóak.
Mindannyian tudjuk, hogy az anyag jellege meghatározza a felhasználást, tehát melyik alkalmazásokban van a bór -karbid por kiemelkedő teljesítménye?A K + F központ mérnökeiUrbanminok Tech.A Co., Ltd. a következő összefoglalót tette meg.
1.
A bór -karbid csiszolóhelyként történő alkalmazását elsősorban a zafír őrlésére és polírozására használják. A szuperharc anyagok közül a bór -karbid keménysége jobb, mint az alumínium -oxid és a szilícium -karbid, csak a gyémánt és a köbös bór -nitridnél. A Sapphire a legideálisabb szubsztrát anyag a félvezető Gan/Al 2 O3 fénykibocsátó diódák (LED-ek), a nagyszabású integrált SOI és SOS áramkörök és a SOS szupravezető nanoszerkezeti filmekhez. A felület simasága nagyon magas, és rendkívül simanak kell lennie. A zafír kristály nagy szilárdsága és nagy keménysége miatt (Mohs Hardness 9) nagy nehézségeket okozott a vállalkozások feldolgozásában.
Az anyagok és az őrlés szempontjából a zafírkristályok feldolgozására és őrlésére a legjobb anyagok a szintetikus gyémánt, a bór -karbid, a szilícium -karbid és a szilícium -dioxid. A mesterséges gyémánt keménysége túl magas (Mohs keménység 10) A zafír ostya őrlésekor megkarcolja a felületet, befolyásolja az ostya fényáteresztőképességét, és az ár drága; A szilícium -karbid vágása után az RA érdesség általában magas, és a laposság gyenge; A szilícium-dioxid keménysége azonban nem elég (Mohs keménység 7), és az őrlési erő gyenge, ami időigényes és munkaigényes az őrlési folyamatban. Ezért a Boron Carbide koptató (Mohs keménység 9.3) a legideálisabb anyaggá vált a zafír kristályok feldolgozásához és őrléséhez, és kiválóan teljesíti a zafír ostyák kétoldalas csiszolását, valamint a zafír-alapú LED-es epitaxiális ostyák hátsó vékonyítását és polírozását.
Érdemes megemlíteni, hogy amikor a bór -karbid 600 ° C felett van, a felületet B2O3 filmré oxidálják, amely bizonyos mértékben meglágyítja azt, tehát nem alkalmas száraz őrlésre a csiszoló alkalmazásokban, csak a folyadékcsiszolás polírozására. Ez a tulajdonság azonban megakadályozza, hogy a B4C tovább oxidálódjon, így egyedi előnyei vannak a refrakter anyagok alkalmazásában.
2. Alkalmazás tűzálló anyagokban
A bór-karbid anti-oxidáció és magas hőmérsékleti ellenállás jellemzői. Általában fejlett alakú és nem alakú tűzálló anyagokként használják, és széles körben használják a kohászat különféle területein, például acélkályhák és kemencek bútoraiban.
Az energiatakarékosság és a fogyasztás csökkentésének igényeivel a vas- és acéliparban, valamint az alacsony széntartalmú acél és az ultra-alacsony szénacél olvasztásának köszönhetően az alacsony szén-dioxid-szén-dioxid-szén-dioxid-szén tégla (általában <8% széntartalom) kutatása és fejlesztése egyre nagyobb figyelmet fordított a hazai és a külföldi iparágakra. Jelenleg az alacsony szén-dioxid-szén-dioxid-szén téglák teljesítményét általában javítják a ragasztott szénszerkezet javításával, a magnézium-szén-szén-dioxid-téglák mátrixszerkezetének optimalizálásával és nagy hatékonyságú antioxidánsok hozzáadásával. Közülük az ipari minőségű bór-karbidból és részben grafitizált szénfeketeből álló grafitizált szén használható. A fekete kompozit por, amelyet szénforrásként és antioxidánsként használnak az alacsony szén-dioxid-magnézium-szén téglákhoz, jó eredményeket értek el.
Mivel a bór -karbid bizonyos mértékben lágyul magas hőmérsékleten, rögzíthető más anyagi részecskék felületéhez. Még akkor is, ha a terméket sűrűsítik, a felületen lévő B2O3-oxid-film bizonyos védelmet képezhet és antioxidációs szerepet játszhat. Ugyanakkor, mivel a reakció által generált oszlopos kristályok eloszlanak a mátrixban és a tűzálló anyag hiányosságai, a porozitás csökken, a közepes hőmérsékleti szilárdság javul, és a generált kristályok térfogata kibővül, ami gyógyíthatja a térfogat csökkenését és csökkentheti a repedéseket.
3. golyóálló anyagok, amelyeket a nemzetvédelem javítására használnak
Magas keménysége, nagy szilárdsága, kis fajsúlya és magas ballisztikus ellenállásának köszönhetően a bór -karbid különösen összhangban áll a könnyű golyóálló anyagok tendenciájával. Ez a legjobb golyóálló anyag a repülőgépek, járművek, páncélok és emberi testek védelméhez; Jelenleg,Néhány országjavaslatot tettek az olcsó bór-karbid-ballisztikus páncélok kutatására, amelynek célja a bór karbid anti-ballisztikus páncélok nagyszabású használatának előmozdítása a védelmi iparban.
4. Alkalmazás a nukleáris iparban
A bór-karbid nagy neutron abszorpciós keresztmetszetű és széles neutron energia spektruma van, és nemzetközileg elismert a legjobb neutron abszorbensként a nukleáris ipar számára. Közülük a bór-10 izotóp termikus szakasza akár 347 × 10-24 cm2, csak néhány elemnél, mint például a gadolinium, a szamarium és a kadmium, és ez egy hatékony termikus neutron abszorbens. Ezenkívül a bór-karbid gazdag erőforrásokkal, korrózióálló, jó hőstabilitással, nem termel radioaktív izotópokat, és alacsony a másodlagos sugár energiájával, tehát a bór-karbidot széles körben használják kontroll anyagként és árnyékoló anyagként a nukleáris reaktorokban.
Például a nukleáris iparban a magas hőmérsékletű gázhűtéses reaktor a bór-elnyelő golyó leállási rendszert használja a második leállási rendszerként. Baleset esetén, amikor az első leállási rendszer meghibásodik, a második leállási rendszer nagyszámú bór -karbidpelletet használ, amely a reaktor magjának fényvisszaverő rétegének csatornájába esik, stb., A reaktor leállításához és a hideg leállítás megvalósításához, ahol az elnyelő golyó egy grafitgömb, amely Boron Carbide -t tartalmaz. A bór-karbid mag fő funkciója a magas hőmérsékletű gázhűtéses reaktorban a reaktor teljesítményének és biztonságának szabályozása. A szén téglát bór -karbid neutron abszorbeáló anyaggal impregnálják, ami csökkentheti a reaktor nyomás edényének neutron besugárzását.
Jelenleg a nukleáris reaktorok boridagai elsősorban a következő anyagokat tartalmazzák: bór -karbid (vezérlőrudak, árnyékoló rudak), bórsav (moderátor, hűtőfolyadék), bór acél (kontroll rudak és tárolóanyagok a nukleáris üzemanyag- és nukleáris hulladékokhoz), a Boron Europium (alapvető éghető méreg anyag) stb.