Boron carbide adalah kristal hitam dengan kilau logam, juga dikenal sebagai Black Diamond, yang termasuk bahan non-logam anorganik. Saat ini, semua orang akrab dengan bahan boron karbida, yang mungkin disebabkan oleh penerapan baju besi anti peluru, karena memiliki kepadatan terendah di antara bahan keramik, memiliki keuntungan dari modulus elastis tinggi dan kekerasan tinggi, dan dapat mencapai penggunaan mikro-fraktur yang baik untuk menyerap proyektil. Efek energi, sambil menjaga beban serendah mungkin. Namun pada kenyataannya, Boron carbide memiliki banyak sifat unik lainnya, yang dapat membuatnya memainkan peran penting dalam abrasive, bahan refraktori, industri nuklir, kedirgantaraan dan bidang lainnya.
SifatBoron Carbide
Dalam hal sifat fisik, kekerasan boron karbida hanya setelah berlian dan boron nitrida kubik, dan masih dapat mempertahankan kekuatan tinggi pada suhu tinggi, yang dapat digunakan sebagai bahan tahan aus suhu tinggi yang ideal; Kepadatan boron karbida sangat kecil (kepadatan teoretis hanya 2,52 g/ cm3), lebih ringan dari bahan keramik biasa, dan dapat digunakan di bidang kedirgantaraan; Boron carbide memiliki kemampuan penyerapan neutron yang kuat, stabilitas termal yang baik, dan titik leleh 2450 ° C, sehingga juga banyak digunakan dalam industri nuklir. Kemampuan penyerapan neutron neutron dapat ditingkatkan lebih lanjut dengan menambahkan elemen B; Bahan boron karbida dengan morfologi dan struktur spesifik juga memiliki sifat fotoelektrik khusus; Selain itu, Boron carbide memiliki titik leleh yang tinggi, modulus elastis tinggi, koefisien ekspansi rendah dan keunggulan ini menjadikannya bahan aplikasi potensial di banyak bidang seperti metalurgi, industri kimia, mesin, kedirgantaraan dan industri militer. Misalnya, bagian yang tahan korosi dan tahan aus, membuat baju besi anti peluru, batang kontrol reaktor dan elemen termoelektrik, dll.
Dalam hal sifat kimia, boron karbida tidak bereaksi dengan asam, alkali dan sebagian besar senyawa anorganik pada suhu kamar, dan hampir tidak bereaksi dengan gas oksigen dan halogen pada suhu kamar, dan sifat kimianya stabil. Selain itu, bubuk boron karbida diaktifkan oleh halogen sebagai zat bor baja, dan boron diinfiltrasi pada permukaan baja untuk membentuk film boride besi, sehingga meningkatkan kekuatan dan ketahanan aus bahan, dan sifat kimianya sangat baik.
Kita semua tahu bahwa sifat material menentukan penggunaannya, jadi dalam aplikasi mana bubuk boron karbida memiliki kinerja yang luar biasa?Para insinyur pusat R&DUrbanmines Tech.Co., Ltd. membuat ringkasan berikut.
PenerapanBoron Carbide
1. Boron carbide digunakan sebagai pemoles abrasif
Penerapan boron carbide sebagai abrasif terutama digunakan untuk menggiling dan memoles safir. Di antara bahan superhard, kekerasan boron karbida lebih baik daripada aluminium oksida dan silikon karbida, kedua setelah berlian dan boron nitrida kubik. Sapphire adalah bahan substrat paling ideal untuk semikonduktor Gan/Al 2 O3 dioda pemancar cahaya (LED), sirkuit terintegrasi berskala besar SOI dan SOS, dan film nanostruktur superkonduktor. Kelancaran permukaan sangat tinggi dan harus sangat halus tanpa tingkat kerusakan. Karena kekuatan tinggi dan kekerasan tinggi kristal safir (Mohs Hardness 9), ia telah membawa kesulitan besar untuk memproses perusahaan.
Dari perspektif bahan dan penggilingan, bahan terbaik untuk memproses dan menggiling kristal safir adalah berlian sintetis, boron karbida, silikon karbida, dan silikon dioksida. Kekerasan berlian buatan terlalu tinggi (kekerasan Mohs 10) saat menggiling wafer safir, itu akan menggaruk permukaan, mempengaruhi transmisi cahaya wafer, dan harganya mahal; Setelah memotong silikon karbida, kekasaran RA biasanya tinggi dan kerataannya buruk; Namun, kekerasan silika tidak cukup (Mohs Hardness 7), dan kekuatan penggilingannya buruk, yang memakan waktu dan padat karya dalam proses penggilingan. Oleh karena itu, boron carbide abrasive (Mohs Hardness 9.3) telah menjadi bahan yang paling ideal untuk memproses dan menggiling kristal safir, dan memiliki kinerja yang sangat baik dalam penggilingan wafer safir dua sisi dan penipisan punggung dan pemolesan wafer epitaxial LED berbasis safir.
Perlu disebutkan bahwa ketika boron karbida berada di atas 600 ° C, permukaan akan dioksidasi menjadi film B2O3, yang akan melunakkannya sampai batas tertentu, sehingga tidak cocok untuk penggilingan kering pada suhu yang terlalu tinggi dalam aplikasi abrasif, hanya cocok untuk memoles penggilingan cairan. Namun, properti ini mencegah B4C dioksidasi lebih lanjut, membuatnya memiliki keunggulan unik dalam penerapan bahan refraktori.
2. Aplikasi dalam bahan refraktori
Boron carbide memiliki karakteristik anti-oksidasi dan resistensi suhu tinggi. Ini umumnya digunakan sebagai bahan refraktori berbentuk canggih dan tidak berbentuk dan banyak digunakan di berbagai bidang metalurgi, seperti kompor baja dan furnitur kiln.
Dengan kebutuhan penghematan energi dan pengurangan konsumsi dalam industri besi dan baja dan peleburan baja karbon rendah karbon dan baja karbon ultra-rendah, penelitian dan pengembangan batu bata magnesia-karbon rendah (umumnya kandungan karbon 8%) dengan kinerja yang sangat baik telah menarik lebih banyak perhatian dari industri domestik dan asing. Saat ini, kinerja batu bata magnesia-karbon rendah karbon umumnya ditingkatkan dengan meningkatkan struktur karbon terikat, mengoptimalkan struktur matriks batu bata magnesia-karbon, dan menambahkan antioksidan efisiensi tinggi. Di antara mereka, karbon grafitisasi yang terdiri dari boron karbida tingkat industri dan sebagian karbon hitam digunakan. Bubuk komposit hitam, digunakan sebagai sumber karbon dan antioksidan untuk batu bata magnesia-karbon rendah karbon, telah mencapai hasil yang baik.
Karena boron karbida akan melunak sampai batas tertentu pada suhu tinggi, ia dapat melekat pada permukaan partikel material lainnya. Bahkan jika produknya padat, film oksida B2O3 di permukaan dapat membentuk perlindungan tertentu dan memainkan peran anti-oksidasi. Pada saat yang sama, karena kristal kolom yang dihasilkan oleh reaksi didistribusikan dalam matriks dan celah bahan refraktori, porositas berkurang, kekuatan suhu sedang ditingkatkan, dan volume kristal yang dihasilkan mengembang, yang dapat menyembuhkan penyusutan volume dan mengurangi retakan.
3. Bahan anti peluru yang digunakan untuk meningkatkan pertahanan nasional
Karena kekerasannya yang tinggi, kekuatan tinggi, gravitasi spesifik kecil, dan tingkat resistensi balistik yang tinggi, boron karbida terutama sejalan dengan tren bahan anti peluru yang ringan. Ini adalah bahan anti peluru terbaik untuk melindungi pesawat, kendaraan, baju besi, dan tubuh manusia; saat ini,Beberapa negaratelah mengusulkan penelitian armor anti-balistik boron karbida rendah, yang bertujuan untuk mempromosikan penggunaan besar-besaran boron karbida anti-balok dalam industri pertahanan.
4. Aplikasi dalam industri nuklir
Boron carbide memiliki penampang penyerapan neutron yang tinggi dan spektrum energi neutron yang luas, dan secara internasional diakui sebagai penyerap neutron terbaik untuk industri nuklir. Di antara mereka, bagian termal isotop boron-10 setinggi 347 × 10-24 cm2, kedua setelah beberapa elemen seperti gadolinium, samarium, dan kadmium, dan merupakan penyerap neutron termal yang efisien. Selain itu, boron carbide kaya akan sumber daya, tahan korosi, stabilitas termal yang baik, tidak menghasilkan isotop radioaktif, dan memiliki energi sinar sekunder rendah, sehingga boron karbida banyak digunakan sebagai bahan kontrol dan bahan pelindung dalam reaktor nuklir.
Misalnya, dalam industri nuklir, reaktor berpendingin gas suhu tinggi menggunakan sistem shutdown bola penyerap boron sebagai sistem shutdown kedua. Dalam kasus kecelakaan, ketika sistem shutdown pertama gagal, sistem shutdown kedua menggunakan sejumlah besar pelet boron karbida yang bebas jatuh ke dalam saluran lapisan reflektif inti reaktor, dll., Untuk mematikan reaktor dan mewujudkan penutupan dingin, di mana bola penyerap adalah bola grafit yang mengandung boron karbida. Fungsi utama dari inti boron karbida dalam reaktor berpendingin gas suhu tinggi adalah untuk mengontrol daya dan keamanan reaktor. Bata karbon diresapi dengan bahan penyerap neutron boron karbida, yang dapat mengurangi iradiasi neutron dari pembuluh tekanan reaktor.
Saat ini, bahan boride untuk reaktor nuklir terutama mencakup bahan -bahan berikut: boron karbida (batang kontrol, batang pelindung), asam borat (moderator, pendingin), baja boron (batang kontrol dan bahan penyimpanan untuk bahan bakar nuklir dan limbah nuklir), Boron Europium (bahan racun inti yang dapat dibakar), dll. Bahan racun inti yang dapat dibakar), dll. Bahan racun inti yang dapat dibakar), dll. Del.