Boroncarbid ass e schwaarze Kristall mat metallesche Glanz, och bekannt als schwaarzen Diamant, deen zu anorganeschen net-metallesche Materialien gehéiert. Am Moment ass jiddereen Gewunnecht mat dem Material vun Bor Carbide, déi wéinst der Applikatioun vun bulletproof Rüstung kann, well et déi niddregsten Dicht ënnert Keramik Materialien huet, huet d'Virdeeler vun héich elastesche Modul an héich hardness, a kann gutt Notzung erreechen vu Mikrofraktur fir Projektilen ze absorbéieren. Den Effekt vun der Energie, wärend d'Laascht sou niddereg wéi méiglech hält. Awer tatsächlech huet Borkarbid vill aner eenzegaarteg Eegeschaften, déi et maachen kënnen eng wichteg Roll an Schleifmëttelen, refractaire Materialien, Nuklearindustrie, Raumfaart an aner Felder ze spillen.
Eegeschafte vunBorkarbid
Am Sënn vun physikaleschen Eegeschaften, ass d'hardness vun Bor Carbide nëmmen no Diamanten an kubesch Bor Nitrid, an et kann nach héich Kraaft bei héijen Temperaturen erhalen, déi als ideal héich-Temperatur zouzedrécken-resistent géint Material benotzt ginn; D'Dicht vu Borkarbid ass ganz kleng (theoretesch Dicht ass nëmmen 2,52 g / cm3), méi hell wéi gewéinlech Keramikmaterialien, a kann am Raumfaartfeld benotzt ginn; Boroncarbid huet eng staark Neutronenabsorptiounsfäegkeet, gutt thermesch Stabilitéit, an e Schmelzpunkt vun 2450 ° C, sou datt et och wäit an der Nuklearindustrie benotzt gëtt. D'Neutronenabsorptiounsfäegkeet vum Neutron kann weider verbessert ginn andeems B Elementer dobäigesat ginn; Borkarbidmaterialien mat spezifescher Morphologie a Struktur hunn och speziell photoelektresch Eegeschaften; Zousätzlech, Bor Carbide huet en héije Schmelzpunkt, héich elastesche Modul, niddereg Expansiounskoeffizient a gutt Dës Virdeeler maachen et zu engem potenziellen Uwendungsmaterial a ville Beräicher wéi Metallurgie, chemesch Industrie, Maschinnen, Raumfaart a Militärindustrie. Zum beispill, korrosionsbeständeg a verschleißbeständeg deeler, d ' féierung vun der kugelfester allbewaffnung, reaktor-steuerstangen an thermoelektresch elementer, asw.
Wat d'chemesch Eegeschafte ugeet, reagéiert Borkarbid net mat Säuren, Alkalien an déi meescht anorganesch Verbindungen bei Raumtemperatur, a reagéiert kaum mat Sauerstoff an Halogengase bei Raumtemperatur, a seng chemesch Eegeschafte si stabil. Zousätzlech gëtt Borkarbidpulver vum Halogen als Stahlboridéierungsmëttel aktivéiert, a Bor gëtt op der Uewerfläch vum Stol infiltréiert fir en Eisenboridfilm ze bilden, doduerch d'Kraaft an d'Verschleisbeständegkeet vum Material ze verbesseren, a seng chemesch Eegeschafte sinn exzellent.
Mir all wëssen datt d'Natur vum Material d'Benotzung bestëmmt, also a wéi eng Uwendungen huet Borkarbidpulver aussergewéinlech Leeschtung?D'Ingenieuren vum R&D Zentrum vunUrbanMines Tech.Co., Ltd. huet de folgende Resumé gemaach.
Applikatioun vunBorkarbid
1. Borkarbid gëtt als Polierschleifer benotzt
D'Applikatioun vu Borkarbid als Schleifmëttel gëtt haaptsächlech fir Schleifen a Polieren vu Saphir benotzt. Ënnert superhard Materialien ass d'Härheet vum Borkarbid besser wéi déi vun Aluminiumoxid a Siliziumcarbid, zweet nëmmen op Diamant a Kubik Bornitrid. Saphir ass dat idealt Substratmaterial fir Halbleiter GaN / Al 2 O3 Liichtdioden (LEDs), grouss-Skala integréiert Circuiten SOI a SOS, a superleitend Nanostrukturfilmer. D'Glattheet vun der Uewerfläch ass ganz héich a muss ultra-glat sinn Kee Schuedgrad. Wéinst der héich Kraaft an héich hardness vun Saphir Kristallsglas produzéiert (Mohs hardness 9), huet et grouss Schwieregkeeten zu Veraarbechtung Betriber bruecht.
Aus der Perspektiv vu Materialien a Schleifen sinn déi bescht Materialien fir d'Veraarbechtung an d'Schleifen vu Saphirkristalle syntheteschen Diamanten, Borkarbid, Siliziumkarbid a Siliziumdioxid. D'Härheet vum kënschtlechen Diamant ass ze héich (Mohs Hardness 10) beim Schleifen vun der Saphirwafer, et wäert d'Uewerfläch kraazt, d'Liichttransmittance vum Wafer beaflossen, an de Präis ass deier; nom Ausschneiden vun Siliziumkarbid ass d'Rauwheet RA normalerweis héich an d'Flaachheet ass schlecht; Wéi och ëmmer, d'Härheet vu Silica ass net genuch (Mohs Härheet 7), an d'Schleifkraaft ass schlecht, wat Zäit-opwänneg an Aarbechtsintensiv am Schleifprozess ass. Dofir, Bor Carbide abrasive (Mohs hardness 9,3) ass déi ideal Material fir Veraarbechtung an poléieren Saphir Kristaller ginn, an huet excellent Leeschtung an duebel-dofir poléieren vun Saphir wafers an zréck thinning a poléieren vun Saphir-baséiert LED epitaxial wafers.
Et ass derwäert ze erwähnen datt wann Borkarbid iwwer 600 ° C ass, gëtt d'Uewerfläch an de B2O3-Film oxidéiert, wat et zu engem gewësse Mooss erweicht gëtt, sou datt et net gëeegent ass fir dréchen Schleifen bei ze héijer Temperatur an abrasive Applikatiounen, nëmme gëeegent fir flësseg Schleifen ze poléieren. Wéi och ëmmer, dës Eegeschafte verhënnert datt B4C weider oxidéiert gëtt, sou datt et eenzegaarteg Virdeeler bei der Uwendung vu refractaire Materialien huet.
2. Applikatioun an refractaire Materialien
Boron Carbide huet d'Charakteristiken vun Anti-Oxidatioun an héich Temperatur Resistenz. Et gëtt allgemeng als fortgeschratt geformt an ongeformt refractaire Material benotzt a gëtt vill a verschiddene Felder vun der Metallurgie benotzt, sou wéi Stahlofen an Ofenmiwwel.
Mat de Bedierfnesser vun Energiespueren a Verbrauchsreduktioun an der Eisen- a Stolindustrie an der Schmelzung vu Kuelestoffstahl an ultra-nidderege Kuelestol, d'Fuerschung an d'Entwécklung vu Kuelestoff Magnesia-Kuelestoff Zillen (allgemeng <8% Kuelestoffgehalt) mat excellent Leeschtung huet ëmmer méi Opmierksamkeet vun Gewalt an auslännesch Industrien ugezunn. Am Moment ass d'Performance vu Kuelestoff Magnesia-Kuelestoff Zillen allgemeng verbessert andeems d'gebonne Kuelestoffstruktur verbessert, d'Matrixstruktur vu Magnesia-Kuelestoff Zillen optiméiert an héicheffizient Antioxidantien bäigefüügt. Dorënner gëtt grafitiséierter Kuelestoff aus industriellem Borkarbid an deelweis grafitiséiertem Kuelestoff benotzt. Schwaarz Kompositpulver, benotzt als Kuelestoffquell an Antioxidant fir Kuelestoff Magnesia-Kuelestoff Zillen, huet gutt Resultater erreecht.
Well Borkarbid zu engem gewësse Mooss bei héijer Temperatur erweicht gëtt, kann et op d'Uewerfläch vun anere Materialpartikelen befestegt ginn. Och wann d'Produkt dicht ass, kann de B2O3-Oxidfilm op der Uewerfläch e gewësse Schutz bilden an eng Anti-Oxidatiounsroll spillen. Zur selwechter Zäit, well d'kolonare Kristalle, déi duerch d'Reaktioun generéiert ginn, an der Matrix a Lücken vum refractaire Material verdeelt ginn, gëtt d'Porositéit reduzéiert, d'Mëtteltemperaturkraaft verbessert, an de Volume vun de generéierte Kristalle erweidert, wat de Volumen heelen kann. schrumpft a reduzéieren Rëss.
3. Bulletproof Materialien benotzt fir national Verteidegung ze verbesseren
Wéinst senger héijer Hardness, héich Kraaft, kleng spezifesch Schwéierkraaft, an héich Niveau vun ballistesch Resistenz, Bor Carbide ass besonnesch am Aklang mat den Trend vun liicht bulletproof Materialien. Et ass dat bescht bulletproof Material fir de Schutz vu Fligeren, Gefierer, Rüstung a mënschlech Kierper; aktuell,E puer Lännerhu virgeschloen bëlleg borcarbid anti-ballistesch allbewaffnung fuerschung, mam zil fir déi grouss Benotzung vu borcarbide anti-ballistesch allbewaffnung an der verteidegungsindustrie ze förderen.
4. Applikatioun an nuklear Industrie
Boron Carbide huet eng héich Neutronen Absorptioun Querschnitt an e breet Neutronenenergie Spektrum, an ass international unerkannt als déi bescht Neutronen absorber fir d'Nuklear Industrie. Ënnert hinnen ass d'thermesch Sektioun vum Bor-10 Isotop sou héich wéi 347 × 10-24 cm2, zweet nëmmen op e puer Elementer wéi Gadolinium, Samarium a Cadmium, an ass en effizienten thermesche Neutronenabsorber. Zousätzlech ass Borkarbid reich an Ressourcen, korrosionsbeständeg, gutt thermesch Stabilitéit, produzéiert keng radioaktiv Isotopen, an huet niddereg sekundär Strahlenergie, sou datt Borkarbid vill als Kontrollmaterialien a Schirmmaterial an Atomreaktoren benotzt gëtt.
Zum Beispill, an der Nuklearindustrie benotzt den Héichtemperatur-Gasgekillte Reaktor Bor-absorbéierend Kugelausschaltsystem als zweete Shutdown-System. Am Fall vun engem Accident, wann déi éischt shutdown System klappt, déi zweet shutdown System benotzt eng grouss Zuel vun Bor Carbide Pellets Fräi falen an de Kanal vun der reflektéierter Layer vun der Reakter Kär, etc. shutdown, woubäi den absorbéierende Kugel e Grafitkugel ass, deen Borkarbid enthält. D'Haaptfunktioun vum Borkarbidkär am Héichtemperaturgasgekillte Reaktor ass d'Kraaft a Sécherheet vum Reakter ze kontrolléieren. De Kuelestoff ass mat Borkarbid-Neutronenabsorbéierend Material imprägnéiert, wat d'Neutronbestralung vum Reaktor-Drockbehälter reduzéiere kann.
Am Moment enthalen Boridmaterialien fir Atomreaktoren haaptsächlech déi folgend Materialien: Borkarbid (Kontrollstäben, Schirmstäben), Borsäure (Moderator, Kältemëttel), Bor Stahl (Kontrollstäben a Lagermaterial fir Atombrennstoff an Atomoffall), Bor Europium (Kärbrennbar Gëftmaterial), asw.