Boron Carbide არის შავი კრისტალი მეტალის სიკაშკაშე, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც შავი ბრილიანტი, რომელიც მიეკუთვნება არაორგანული არა მეტალური მასალებს. დღეისათვის, ყველას კარგად იცნობს ბორის კარბიდის მასალა, რომელიც შეიძლება გამოწვეული იყოს ტყვიაგაუმტარი ჯავშანტექნიკის გამოყენებით, რადგან მას აქვს ყველაზე დაბალი სიმკვრივე კერამიკულ მასალებს შორის, აქვს მაღალი ელასტიური მოდულის და მაღალი სიმტკიცე, და შეუძლია მიაღწიოს მიკრო მოტეხილობის კარგ გამოყენებას ჭურვების შთანთქმის მიზნით. ენერგიის ეფექტი, ხოლო დატვირთვა რაც შეიძლება დაბალია. სინამდვილეში, Boron Carbide- ს აქვს მრავალი სხვა უნიკალური თვისება, რამაც მას შეუძლია მნიშვნელოვანი როლი შეასრულოს აბრაზიებში, ცეცხლგამძლე მასალებში, ბირთვულ ინდუსტრიაში, საჰაერო კოსმოსში და სხვა სფეროებში.
თვისებებიბორის კარბიდი
ფიზიკური თვისებების თვალსაზრისით, ბორის კარბიდის სიმტკიცე მხოლოდ ბრილიანტისა და კუბური ბორის ნიტრიდის შემდეგ ხდება, და მას კვლავ შეუძლია მაღალი სიძლიერის შენარჩუნება მაღალ ტემპერატურაზე, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც იდეალური მაღალი ტემპერატურის აცვიათ მდგრადი მასალა; ბორის კარბიდის სიმკვრივე ძალიან მცირეა (თეორიული სიმკვრივე მხოლოდ 2.52 გ/ სმ 3), უფრო მსუბუქია, ვიდრე ჩვეულებრივი კერამიკული მასალები, და მისი გამოყენება შესაძლებელია საჰაერო კოსმოსურ ველში; Boron Carbide- ს აქვს ძლიერი ნეიტრონის შთანთქმის უნარი, კარგი თერმული სტაბილურობა და დნობის წერტილი 2450 ° C, ასე რომ, იგი ასევე ფართოდ გამოიყენება ბირთვულ ინდუსტრიაში. ნეიტრონის ნეიტრონის შთანთქმის უნარი შეიძლება კიდევ უფრო გაუმჯობესდეს B ელემენტების დამატებით; ბორის კარბიდის მასალებს, რომელთაც აქვთ სპეციფიკური მორფოლოგია და სტრუქტურა, ასევე აქვთ სპეციალური ფოტოელექტრული თვისებები; გარდა ამისა, Boron Carbide- ს აქვს მაღალი დნობის წერტილი, მაღალი ელასტიური მოდული, დაბალი გაფართოების კოეფიციენტი და კარგი ეს უპირატესობები მას პოტენციურ სააპელაციო მასალად აქცევს ბევრ სფეროში, როგორიცაა მეტალურგია, ქიმიური ინდუსტრია, აპარატურა, საჰაერო სივრცე და სამხედრო ინდუსტრია. მაგალითად, კოროზიისადმი მდგრადი და აცვიათ მდგრადი ნაწილები, ტყვიაგაუმტარი ჯავშნის, რეაქტორების კონტროლის ღეროების და თერმოელექტრული ელემენტების დამზადება და ა.შ.
ქიმიური თვისებების თვალსაზრისით, ბორის კარბიდი არ რეაგირებს მჟავებთან, ტუტეებთან და არაორგანულ ნაერთებთან ოთახის ტემპერატურაზე და ძლივს რეაგირებს ჟანგბადით და ჰალოგენური გაზებით ოთახის ტემპერატურაზე, ხოლო მისი ქიმიური თვისებები სტაბილურია. გარდა ამისა, ბორის კარბიდის ფხვნილი გააქტიურებულია ჰალოგენით, როგორც ფოლადის ბორბლიანი აგენტი, ხოლო ბორი შედის ფოლადის ზედაპირზე, რათა შექმნას რკინის ბორიდული ფილმი, რითაც აძლიერებს მასალის სიმტკიცესა და აცვიათ წინააღმდეგობას, ხოლო მისი ქიმიური თვისებები შესანიშნავია.
ჩვენ ყველამ ვიცით, რომ მასალის ბუნება განსაზღვრავს გამოყენებას, ასე რომ, რომელ პროგრამებში აქვს ბორის კარბიდის ფხვნილს შესანიშნავი შესრულება?R&D ცენტრის ინჟინრებიUrbanMines Tech.კომპანია, შპს შეადგინა შემდეგი მოკლე შინაარსი.
პროგრამაბორის კარბიდი
1. ბორის კარბიდი გამოიყენება როგორც აბრაზიული გაპრიალება
ბორის კარბიდის, როგორც აბრაზიის გამოყენება, ძირითადად გამოიყენება საფირონის სახეხი და გასაპრიალებლად. სუპერჰარდის მასალებს შორის, ბორის კარბიდის სიმტკიცე უკეთესია, ვიდრე ალუმინის ოქსიდი და სილიკონის კარბიდი, მეორე კი მხოლოდ ბრილიანტისა და კუბური ბორის ნიტრიდით. Sapphire არის ყველაზე იდეალური სუბსტრატის მასალა ნახევარგამტარული GAN/AL 2 O3 მსუბუქი გამოსხივების დიოდებისთვის (LED), ფართომასშტაბიანი ინტეგრირებული სქემები SOI და SOS და სუპერგამტარული ნანოსტრუქტურული ფილმები. ზედაპირის სიგლუვეს ძალიან მაღალია და უნდა იყოს ულტრა გლუვი, ზიანის არარსებობა. საფირონის ბროლის მაღალი სიმტკიცისა და მაღალი სიმტკიცის გამო (Mohs Cardness 9), ამან დიდი სირთულეები შეუქმნა საწარმოების დამუშავებას.
მასალებისა და სახეხი პერსპექტივიდან, საუკეთესო მასალები საფირონის კრისტალების დამუშავებისა და სახეხი არის სინთეზური ბრილიანტი, ბორის კარბიდი, სილიკონის კარბიდი და სილიკონის დიოქსიდი. ხელოვნური ალმასის სიმტკიცე ძალიან მაღალია (Mohs სიმტკიცე 10) საფირონის ძაფის გახეხვისას, ის ზედაპირს ააფეთქებს, გავლენას მოახდენს ვაფლის მსუბუქი გადაცემაზე, ხოლო ფასი ძვირია; სილიკონის კარბიდის მოჭრის შემდეგ, უხეშობა RA ჩვეულებრივ მაღალია და სიბრტყე ცუდია; ამასთან, სილიციუმის სიმტკიცე საკმარისი არ არის (მოჰსის სიმტკიცე 7), და სახეხი ძალა ცუდია, რაც დროულად შრომატევადი და შრომისმოყვარეა. ამრიგად, ბორის კარბიდის აბრაზიული (Mohs Hardness 9.3) გახდა ყველაზე იდეალური მასალა საფირონის კრისტალების დამუშავებისა და სახეხი, და აქვს შესანიშნავი შესრულება საფირონის ძაფების ორმაგი ცალმხრივი სახეხი და საფირონის დაფუძნებული LED ეპიტაქსიური ძაფების უკანა პლანზე გამონაყარი და გაპრიალება.
აღსანიშნავია, რომ როდესაც ბორის კარბიდი 600 ° C- ზე მაღლა დგას, ზედაპირი ჟანგბდება B2O3 ფილმში, რომელიც მას გარკვეულწილად შეარბილებს, ასე რომ, ის არ არის შესაფერისი მშრალი სახეხისთვის ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე აბრაზიულ აპლიკაციებში, მხოლოდ შესაფერისია თხევადი სახეხი გაჯანსაღებისთვის. ამასთან, ეს თვისება ხელს უშლის B4C– ს დაჟანგვას, რაც მას უნიკალურ უპირატესობებს აქვს ცეცხლგამძლე მასალების გამოყენებაში.
2. განაცხადი ცეცხლგამძლე მასალებში
ბორის კარბიდს აქვს ანტიოქსიდაციის და მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობის მახასიათებლები. იგი ზოგადად გამოიყენება, როგორც მოწინავე ფორმის და ართმევილი ცეცხლგამძლე მასალები და ფართოდ გამოიყენება მეტალურგიის სხვადასხვა სფეროებში, მაგალითად, ფოლადის ღუმელები და ღუმელის ავეჯი.
ენერგიის დაზოგვისა და მოხმარების შემცირების საჭიროებებით რკინის და ფოლადის ინდუსტრიაში და დაბალი ნახშირბადოვანი ფოლადის და ულტრა დაბალი ნახშირბადის ფოლადის დნობის, დაბალი ნახშირბადის მაგნიზია-კარბონული აგურის (ზოგადად <8% ნახშირბადის შემცველობით) გამოკვლევამ და განვითარებამ უფრო და უფრო მეტი ყურადღება მიიპყრო შიდა და უცხო ინდუსტრიების მხრიდან. დღეისათვის, დაბალი ნახშირბადის მაგნიზია-ნახშირბადის აგურის შესრულება ზოგადად გაუმჯობესებულია ნახშირბადის სტრუქტურის გაუმჯობესებით, მაგნიზია-ნახშირბადის აგურის მატრიქსის სტრუქტურის ოპტიმიზაციით და მაღალი ეფექტურობის ანტიოქსიდანტების დამატებით. მათ შორის გამოიყენება სამრეწველო კლასის ბორის კარბიდის და ნაწილობრივ გრაფიტირებული ნახშირბადის შავი, რომელიც შედგება გრაფიტირებული ნახშირბადისგან. შავი კომპოზიციური ფხვნილი, რომელიც გამოიყენება როგორც ნახშირბადის წყარო და ანტიოქსიდანტი დაბალი ნახშირბადის მაგნიზი-ნახშირბადის აგურისთვის, მიაღწია კარგ შედეგს.
იმის გამო, რომ ბორის კარბიდი გარკვეულწილად არბილებს მაღალ ტემპერატურაზე, იგი შეიძლება მიმაგრდეს სხვა მატერიალური ნაწილაკების ზედაპირზე. მაშინაც კი, თუ პროდუქტი დენსირებულია, ზედაპირზე B2O3 ოქსიდის ფილმს შეუძლია შექმნას გარკვეული დაცვა და შეასრულოს ანტიოქსიდაციის როლი. ამავდროულად, იმის გამო, რომ რეაქციით წარმოქმნილი სვეტარული კრისტალები ნაწილდება ცეცხლგამძლე მასალის მატრიქსში და ხარვეზებში, ფორიანობა მცირდება, საშუალო ტემპერატურის სიძლიერე გაუმჯობესებულია და წარმოქმნილი კრისტალების მოცულობა აფართოებს, რომელსაც შეუძლია განკურნოს მოცულობის შემცირება და შეამციროს ბზარები.
3. ტყვიაგაუმტარი მასალები, რომლებიც გამოიყენება ეროვნული თავდაცვის გასაუმჯობესებლად
მისი მაღალი სიმტკიცის, მაღალი სიმტკიცის, მცირე სპეციფიკური სიმძიმის და ბალისტიკური წინააღმდეგობის მაღალი დონის გამო, ბორის კარბიდი განსაკუთრებით შეესაბამება მსუბუქი ტყვიაგაუმტარი მასალების ტენდენციას. ეს არის საუკეთესო ტყვიაგაუმტარი მასალა თვითმფრინავების, სატრანსპორტო საშუალებების, ჯავშანტექნიკის და ადამიანის სხეულების დასაცავად; ამჟამადზოგი ქვეყანაშემოგვთავაზეს ბორის კარბიდის ანტი-ბალისტური ჯავშანტექნიკის კვლევა, რომლის მიზანია თავდაცვის ინდუსტრიაში ბორის კარბიდის ანტი-ბალისტური ჯავშნის ფართომასშტაბიანი გამოყენების ხელი შეუწყოს.
4. განაცხადი ბირთვულ ინდუსტრიაში
Boron Carbide- ს აქვს მაღალი ნეიტრონის შთანთქმის ჯვარი და ფართო ნეიტრონის ენერგიის სპექტრი და საერთაშორისო დონეზე აღიარებულია, როგორც საუკეთესო ნეიტრონის შთამნთქმელი ბირთვული ინდუსტრიისთვის. მათ შორის, Boron-10 იზოტოპის თერმული მონაკვეთი ისეთივე მაღალია, როგორც 347 × 10-24 სმ 2, მეორე კი მხოლოდ რამდენიმე ელემენტამდე, როგორიცაა Gadolinium, Samarium და Cadmium, და არის ეფექტური თერმული ნეიტრონის შთამნთქმელი. გარდა ამისა, ბორის კარბიდი მდიდარია რესურსებით, კოროზიისადმი მდგრადი, კარგი თერმული სტაბილურობით, არ წარმოქმნის რადიოაქტიურ იზოტოპებს და აქვს დაბალი მეორადი სხივის ენერგია, ასე რომ, ბორის კარბიდი ფართოდ გამოიყენება როგორც საკონტროლო მასალები და ფარიანი მასალები ბირთვულ რეაქტორებში.
მაგალითად, ბირთვულ ინდუსტრიაში, მაღალი ტემპერატურის გაზის გაცივებული რეაქტორი იყენებს ბორის შთამნთქმელ ბურთის გამორთვის სისტემას, როგორც მეორე გამორთვის სისტემას. უბედური შემთხვევის შემთხვევაში, როდესაც პირველი გამორთვის სისტემა ვერ ხერხდება, მეორე გამორთვის სისტემა იყენებს ბორის კარბიდის მარცვლების დიდ რაოდენობას, თავისუფალი რეაგირების რეფლექტორული ფენის არხში და ა.შ. ბორის კარბიდის ბირთვის ძირითადი ფუნქცია მაღალი ტემპერატურის გაზის გაცივებულ რეაქტორში არის რეაქტორების ენერგიისა და უსაფრთხოების კონტროლი. ნახშირბადის აგური გაჟღენთილია ბორის კარბიდის ნეიტრონის შთამნთქმელი მასალით, რამაც შეიძლება შეამციროს რეაქტორის წნევის ჭურჭლის ნეიტრონის დასხივება.
დღეისათვის, ბირთვული რეაქტორებისთვის ბორიდის მასალები ძირითადად მოიცავს შემდეგ მასალებს: ბორის კარბიდი (საკონტროლო წნელები, ფარიანი წნელები), ბორის მჟავა (მოდერატორი, გამაგრილებელი), ბორის ფოლადი (საკონტროლო წნელები და შესანახი მასალები ბირთვული საწვავის და ბირთვული ნარჩენებისთვის), Boron Europium (Core Burnable Poison Material) და ა.შ.