붕소 카바이드는 무기 비금속 물질에 속하는 블랙 다이아몬드 (Black Diamond)로도 알려진 금속 광택이있는 검은 색 결정입니다. 현재, 모든 사람들은 탄화 방탄 갑옷의 적용으로 인한 붕소의 재료에 익숙합니다. 세라믹 재료 중에서 밀도가 가장 낮기 때문에 탄성 계수가 높고 경도가 높고 경도가 높기 때문에 발사체를 흡수하기 위해 미세 분산을 잘 활용할 수 있습니다. 에너지의 영향으로 하중을 최대한 낮게 유지합니다. 그러나 실제로, 붕소 탄화물에는 다른 많은 고유 한 특성이 있으며,이 특성은 연마제, 내화 재료, 원자력 산업, 항공 우주 및 기타 분야에서 중요한 역할을 할 수 있습니다.
속성붕소 카바이드
물리적 특성의 관점에서, 붕소의 경도는 다이아몬드 및 입방 붕소 질화 붕소 이후에만 이후에만 고온에서 고강도를 유지할 수 있으며, 이는 이상적인 고온 내마모성 재료로 사용될 수 있습니다. 붕소의 밀도는 매우 작고 (이론적 밀도는 2.52g/ cm3에 불과하고, 일반 세라믹 재료보다 가볍고, 항공 우주 분야에서 사용될 수 있습니다. 붕소 카바이드는 강한 중성자 흡수 능력, 우수한 열 안정성 및 2450 ° C의 융점을 가지므로 원자력 산업에서도 널리 사용됩니다. 중성자의 중성자 흡수 능력은 B 요소를 추가함으로써 더욱 향상 될 수 있으며; 특정 형태 및 구조를 갖는 붕소 카바이드 재료는 또한 특별한 광전 특성을 갖는다; 또한, 붕소 카바이드는 높은 융점, 높은 탄성 계수, 낮은 팽창 계수 및 이러한 장점을 가지며 야금, 화학 산업, 기계, 항공 우주 및 군사 산업과 같은 많은 분야에서 잠재적 인 응용 재료가됩니다. 예를 들어, 부식 방지 및 내마비 부품, 방탄 방어구, 원자로 제어로드 및 열전 요소 등을 만듭니다.
화학적 특성의 관점에서, 붕소는 실온에서 산, 알칼리 및 대부분의 무기 화합물과 반응하지 않으며, 실온에서 산소 및 할로겐 가스와 거의 반응하지 않으며, 화학적 특성은 안정적이다. 또한, 붕소 탄화물 분말은 강철 보조제로서 할로겐에 의해 활성화되고, 붕소는 철강 표면에 침투하여 철분 필름을 형성하여 재료의 강도와 내마모성을 향상시키고, 화학적 특성은 우수하다.
우리는 재료의 특성이 사용을 결정한다는 것을 알고 있습니다. 따라서 붕소 카바이드 분말은 어떤 응용 분야에서 뛰어난 성능을 가지고 있습니까?R & D 센터의 엔지니어Urbanmines Tech.Co., Ltd.는 다음과 같은 요약을했습니다.
적용붕소 카바이드
1. 붕소는 연마 연마제로 사용됩니다
연마제로서 붕소의 적용은 주로 사파이어의 분쇄 및 연마에 사용된다. 슈퍼 하드 재료 중에서, 붕소의 경도는 산화 알루미늄 및 실리콘 카바이드의 경도보다 낫다. 사파이어는 반도체 GAN/AL 2 O3 광 방출 다이오드 (LED), 대규모 통합 회로 SOI 및 SOS 및 초전도 나노 구조 필름에 가장 이상적인 기판 재료입니다. 표면의 부드러움은 매우 높으며 매우 매끄럽지 않아야합니다. 사파이어 크리스탈의 고강도와 경도가 높기 때문에 (MOHS Hardness 9), 가공 기업에 큰 어려움이 생겼습니다.
재료 및 연삭의 관점에서, 사파이어 결정 가공 및 연삭을위한 가장 좋은 재료는 합성 다이아몬드, 붕소, 실리콘 카바이드 및 이산화 실리콘입니다. 인공 다이아몬드의 경도가 너무 높습니다 (Mohs 경도 10) 사파이어 웨이퍼를 갈 때 표면을 긁어 내고 웨이퍼의 광 투과율에 영향을 미치며 가격은 비쌉니다. 탄수화물을 절단 한 후, 거칠기 RA는 일반적으로 높고 평탄도는 열악합니다. 그러나, 실리카의 경도는 충분하지 않으며 (Mohs 경도 7), 그라인딩 력은 불량하며, 이는 연삭 과정에서 시간이 많이 걸리고 노동 집약적입니다. 따라서, 붕소 탄화물 연마체 (MOHS 경도 9.3)는 사파이어 크리스털 가공 및 연삭에 가장 이상적인 재료가되었으며 사파이어 웨이퍼의 양면 연삭 및 사파이어 기반 LED 에피축 웨이퍼의 등방 및 연마에서 탁월한 성능을 가지고 있습니다.
붕소 카바이드가 600 ° C 이상인 경우 표면은 B2O3 필름으로 산화 될 것이며, 이는 어느 정도 연화 될 것이므로 연마 적용에서는 너무 높은 온도에서 건조 분쇄에 적합하지 않으므로 액체 갈기를 연마하기에만 적합합니다. 그러나,이 특성은 B4C가 추가로 산화되는 것을 방지하여 내화성 재료의 적용에있어 독특한 이점을 갖습니다.
2. 내화 재료의 적용
붕소 카바이드는 항산화 및 고온 저항의 특성을 가지고 있습니다. 일반적으로 고급 형태 및 형태의 내화성 재료로 사용되며 강철 스토브 및 가마 가구와 같은 다양한 야금 분야에서 널리 사용됩니다.
철 및 철강 산업의 에너지 절약 및 소비 감소의 요구와 저탄소 강철 및 초 강성 탄소강의 제련으로 인해 저탄소 마그네 시아 탄소 벽돌 (일반적으로 8% <8% 탄소 함량)의 연구 및 개발은 국내 및 외국 산업에서 점점 더 많은 관심을 끌었습니다. 현재, 저탄소 마그네 시아-탄소 벽돌의 성능은 일반적으로 결합 탄소 구조를 개선하고, 마그네시아-탄소 벽돌의 매트릭스 구조를 최적화하고, 고효율 항산화 제를 추가함으로써 개선된다. 그중에서도 산업 등급 붕소로 구성된 흑연 탄소와 부분적으로 흑연화 된 탄소 검은 색이 사용됩니다. 저탄소 마그네 시아-탄소 벽돌의 탄소 공급원 및 항산화로 사용되는 검은 복합 분말은 좋은 결과를 얻었습니다.
붕소는 고온에서 어느 정도 연화되므로 다른 재료 입자의 표면에 부착 될 수 있습니다. 생성물이 비밀화 되더라도 표면의 B2O3 산화물 필름은 특정 보호를 형성하고 항산화 역할을 수행 할 수 있습니다. 동시에, 반응에 의해 생성 된 원주 결정은 매트릭스 및 내화 물질의 갭에 분포되기 때문에, 다공성이 감소되고, 중간 온도 강도가 개선되고, 생성 된 결정의 부피가 팽창하여, 부피 수축을 치유하고 균열을 감소시킬 수있다.
3. 국방을 향상시키는 데 사용되는 방탄 재료
경도가 높은 경도, 고강도, 작은 중력 및 높은 수준의 탄도 저항으로 인해 붕소는 특히 경량 방탄 재료의 추세와 일치합니다. 항공기, 차량, 갑옷 및 인체 보호를위한 최고의 방탄 재료입니다. 현재,일부 국가방위 산업에서 붕소 카바이드 방지 갑옷의 대규모 사용을 촉진하기 위해 저비용 붕소 카바이드 방지 갑옷 연구를 제안했습니다.
4. 원자력 산업의 적용
붕소 카바이드는 높은 중성자 흡수 단면과 넓은 중성자 에너지 스펙트럼을 가지며, 국제적으로 원자력 산업에 가장 적합한 중성자 흡수기로 인식됩니다. 그 중에서, 붕소 -10 동위 원소의 열 부분은 347 × 10-24 cm2에 이르며, 가돌리늄, 사마륨 및 카드뮴과 같은 몇 가지 요소에 불과하며 효율적인 열 중성자 흡수기입니다. 또한, 붕소 카바이드는 자원이 풍부하고 부식성, 우수한 열 안정성이 풍부하고 방사성 동위 원소를 생성하지 않으며 2 차 광선 에너지가 낮으므로 붕소는 핵 재료의 대조군 재료 및 차폐 물질로 널리 사용됩니다.
예를 들어, 원자력 산업에서 고온 가스 냉각 반응기는 붕소 흡수 볼 셧다운 시스템을 두 번째 셧다운 시스템으로 사용합니다. 사고의 경우, 첫 번째 셧다운 시스템이 실패 할 때, 두 번째 셧다운 시스템은 반응기의 반사 층의 채널로 떨어지기 위해 많은 수의 붕소 카바이드 펠렛을 사용하여 반응기를 차단하고 콜로링 볼이 카바이드를 함유하는 흑연 공을 실현합니다. 고온 가스 냉각 반응기에서 붕소 탄화물 코어의 주요 기능은 반응기의 전력과 안전성을 제어하는 것입니다. 탄소 벽돌은 붕소 탄화물 중성자 흡수 물질로 함침되어 반응기 압력 용기의 중성자 조사를 감소시킬 수 있습니다.
현재, 원자로에 대한 붕고리 물질은 주로 카바이드 (대조군 막대, 차폐로드), 붕산 (중재자, 냉각제), 붕소 강 (핵 연료 및 핵 폐기물을위한 제어 막대 및 저장 재료), 붕소 유로파 (코어 연소 전 독재 물질) 등의 다음 재료를 포함합니다.