Bora karbīds ir melns kristāls ar metālisku spīdumu, pazīstams arī kā melnais dimants, kas pieder neorganiskiem nemetāliskiem materiāliem. Pašlaik ikviens ir pazīstams ar bora karbīda materiālu, kas var būt saistīts ar ložu necaurlaidīgu bruņu uzklāšanu, jo tam ir viszemākais blīvums starp keramikas materiāliem, tam ir augstas elastības moduļa un augsta cietības priekšrocības, un tas var labi izmantot mikro-lūzumu, lai absorbētu preču. Enerģijas ietekme, vienlaikus saglabājot slodzi pēc iespējas zemāku. Bet patiesībā Bora karbīdam ir daudz citu unikālu īpašību, kas var padarīt to nozīmīgu lomu abrazīvos, ugunsizturīgos materiālos, kodolieroču rūpniecībā, kosmosā un citās jomās.
Īpašībasbora karbīds
Runājot par fizikālajām īpašībām, bora karbīda cietība ir tikai pēc dimanta un kubiskā bora nitrīda, un tā joprojām var saglabāt augstu izturību augstā temperatūrā, ko var izmantot kā ideālu augstas temperatūras nodiluma izturību; Bora karbīda blīvums ir ļoti mazs (teorētiskais blīvums ir tikai 2,52 g/ cm3), vieglāks nekā parastie keramikas materiāli, un to var izmantot aviācijas laukā; Bora karbīdam ir spēcīga neitronu absorbcijas spēja, laba termiskā stabilitāte un kušanas temperatūra 2450 ° C, tāpēc to plaši izmanto arī kodolieroodā. Neitrona neitronu absorbcijas spēju var vēl vairāk uzlabot, pievienojot B elementus; Bora karbīda materiāliem ar specifisku morfoloģiju un struktūru ir arī īpašas fotoelektriskās īpašības; Turklāt bora karbīdam ir augsts kausēšanas punkts, augsts elastības modulis, zema paplašināšanās koeficients un labas šīs priekšrocības padara to par potenciālu pielietojuma materiālu daudzās jomās, piemēram, metalurģijā, ķīmiskajā rūpniecībā, mašīnās, kosmosā un militārajā rūpniecībā. Piemēram, pret koroziju izturīgas un nodilumizturīgas detaļas, padarot ložu necaurlaidīgas bruņas, reaktora vadības stieņi un termoelektriskie elementi utt.
Ķīmisko īpašību izteiksmē bora karbīds nereaģē ar skābēm, sārmiem un lielāko daļu neorganisko savienojumu istabas temperatūrā un gandrīz nereaģē ar skābekļa un halogēna gāzēm istabas temperatūrā, un to ķīmiskās īpašības ir stabilas. Turklāt bora karbīda pulveri aktivizē ar halogēnu kā tērauda borīdēšanas līdzekli, un bors ir infiltrēts uz tērauda virsmas, veidojot dzelzs borīda plēvi, tādējādi uzlabojot materiāla izturību un nodilumu, un tās ķīmiskās īpašības ir lieliskas.
Mēs visi zinām, ka materiāla raksturs nosaka izmantošanu, tātad, kurās lietojumprogrammās Bora karbīda pulveris ir izcili?R&D centra inženieriUrbanmines Tech.Co., Ltd. izveidoja šādu kopsavilkumu.
Pielietotbora karbīds
1. Bora karbīds tiek izmantots kā abrazīva pulēšana
Bora karbīda kā abrazīva pielietošana galvenokārt tiek izmantota safīra slīpēšanai un pulēšanai. Starp superharda materiāliem bora karbīda cietība ir labāka nekā alumīnija oksīda un silīcija karbīda cietība, otrā - tikai dimanta un kubiskā bora nitrīda. Safīrs ir ideālākais substrāta materiāls pusvadītāju Gan/Al 2 O3 gaismas diožu (LED), liela mēroga integrētām shēmām SOI un SOS, kā arī supravadošām nanostruktūras plēvēm. Virsmas gludums ir ļoti augsts, un tam jābūt īpaši gludam, nav bojājumu pakāpes. Sakarā ar safīra kristāla (MOHS cietības 9) lielo izturību un augsto cietību, tas ir sagādājis lielas grūtības uzņēmumu apstrādei.
No materiālu un slīpēšanas viedokļa labākie materiāli safīra kristālu apstrādei un slīpēšanai ir sintētiski dimants, bora karbīds, silīcija karbīds un silīcija dioksīds. Mākslīgā dimanta cietība ir pārāk augsta (MOHS cietība 10), sasmalcinot safīra vafeļu, tā saskrāpēs virsmu, ietekmēs vafeles vieglo caurlaidību un cena ir dārga; Pēc silīcija karbīda griešanas raupjuma RA parasti ir augsta un plakanums ir slikts; Tomēr ar silīcija dioksīda cietību nepietiek (Mohs cietība 7), un slīpēšanas spēks ir slikts, kas ir laikietilpīgs un darbietilpīgs slīpēšanas procesā. Tāpēc bora karbīda abrazīvs (MOHS cietība 9.3) ir kļuvis par ideālāko materiālu safīra kristālu pārstrādei un slīpēšanai, un tam ir lielisks sniegums safīra vafeļu divpusējā slīpēšanā un muguras retināšana un safīra bāzes led epitaksiālo vafeļu retināšana un pulēšana.
Ir vērts pieminēt, ka tad, kad bora karbīds pārsniedz 600 ° C, virsma tiks oksidēta B2O3 plēvē, kas to zināmā mērā mīkstinās, tāpēc tā nav piemērota sausai slīpēšanai pārāk augstā temperatūrā abrazīvās lietojumprogrammās, tikai piemērota šķidruma slīpēšanas slīpēšanai. Tomēr šis īpašums neļauj B4C tikt tālāk oksidētiem, padarot to par unikālām priekšrocībām ugunsizturīgu materiālu uzklāšanā.
2. Pielietojums ugunsizturīgos materiālos
Bora karbīdam ir antioksidācijas un augstas temperatūras izturības īpašības. To parasti izmanto kā uzlabotas formas un nesaderinātus ugunsizturīgus materiālus, un to plaši izmanto dažādos metalurģijas laukos, piemēram, tērauda krāsnis un krāsns mēbeles.
Ar enerģijas taupīšanas un patēriņa samazināšanas vajadzībām dzelzs un tērauda rūpniecībā un zema oglekļa satura tērauda un īpaši zema oglekļa tērauda kausēšanu, zema oglekļa satura oglekļa ķieģeļu (parasti <8% oglekļa satura) izpēte un attīstība ar lielisku sniegumu ir piesaistījusi vairāk un vairāk uzmanības no vietējām un ārvalstu nozarēm. Pašlaik zemu oglekļa magnēzes-oglekļa ķieģeļu veiktspēju parasti uzlabo, uzlabojot savienoto oglekļa struktūru, optimizējot magnēzijas-oglekļa ķieģeļu matricas struktūru un pievienojot augstas efektivitātes antioksidantus. Starp tiem tiek izmantots grafitizēts ogleklis, kas sastāv no rūpnieciskas klases bora karbīda un daļēji grafitizēta oglekļa melna. Melnais kompozītmateriāla pulveris, ko izmanto kā oglekļa avotu un antioksidantu zemu oglekļa satura magnēzes-oglekļa ķieģeļiem, ir sasniedzis labus rezultātus.
Tā kā bora karbīds zināmā mērā mīkstinās augstā temperatūrā, to var piestiprināt pie citu materiālu daļiņu virsmas. Pat ja produkts ir blīvēts, B2O3 oksīda plēve uz virsmas var veidot noteiktu aizsardzību un spēlēt antioksidācijas lomu. Tajā pašā laikā, tā kā reakcijas radītie kolonnu kristāli tiek sadalīti matricā un ugunsizturīgā materiāla spraugās, porainība tiek samazināta, tiek uzlabota vidēja temperatūras stiprība un paplašinās ģenerēto kristālu tilpums, kas var dziedēt tilpuma saraušanos un samazināt plaisas.
3. Ložu necaurlaidīgi materiāli, ko izmanto, lai uzlabotu valsts aizsardzību
Sakarā ar augsto cietību, augsto izturību, nelielu īpatnējo smagumu un augsto ballistiskās pretestības līmeni, bora karbīds ir īpaši saskaņā ar vieglu ložu necaurlaidīgu materiālu tendenci. Tas ir labākais ložu necaurlaidīgais materiāls gaisa kuģu, transportlīdzekļu, bruņu un cilvēku ķermeņu aizsardzībai; PašlaikDažas valstisir ierosinājuši zemu izmaksu bora karbīda pretbalistisko bruņu pētījumu, kuras mērķis ir veicināt bora karbīda pretbalistisko bruņu izmantošanu plaša mērogā aizsardzības nozarē.
4. Pielietojums kodolieroodā
Bora karbīdam ir augsts neitronu absorbcijas šķērsgriezums un plašs neitronu enerģijas spektrs, un tas ir starptautiski atzīts par labāko neitronu absorbētāju kodolieroču rūpniecībai. Starp tiem Boron-10 izotopu termiskais posms ir pat 347 × 10-24 cm2, otrais tikai dažiem elementiem, piemēram, gadolīniju, samāriju un kadmiju, un tas ir efektīvs termisko neitronu absorbētājs. Turklāt bora karbīds ir bagāts ar resursiem, izturīgs pret koroziju, labu termisko stabilitāti, nerada radioaktīvus izotopus un tai ir zema sekundārā staru enerģija, tāpēc bora karbīds tiek plaši izmantots kā vadības materiāli un pasargājošie materiāli kodolreaktoros.
Piemēram, kodolenerģijas nozarē augstas temperatūras gāzes dzesēšanas reaktors kā otro izslēgšanas sistēmu izmanto bora absorbējošu lodīšu izslēgšanas sistēmu. Negadījuma gadījumā, kad pirmā izslēgšanas sistēma neizdodas, otrā izslēgšanas sistēma izmanto lielu skaitu bora karbīda granulu, kas brīvi iekrīt reaktora serdes reflektējošā slāņa kanālā utt., Lai izslēgtu reaktoru un realizētu auksto izslēgšanu, kur absorbējošā bumba ir grafīta bumba, kas satur borona karbīdu. Bora karbīda kodola galvenā funkcija augstās temperatūras gāzes dzesēšanas reaktorā ir reaktora jaudas un drošības kontrole. Oglekļa ķieģelis ir piesūcināts ar bora karbīda neitronu absorbējošu materiālu, kas var samazināt reaktora spiediena tvertnes neitronu apstarošanu.
Pašlaik kodolreaktoru borīdu materiāli galvenokārt ietver šādus materiālus: bora karbīdu (vadības stieņi, ekranējošie stieņi), borskābe (moderators, dzesēšanas šķidrums), bora tērauds (vadības stieņi un kodoldegvielas un kodoldegvielas atkritumi), boron europium (kodolablešu poisona materiāli) utt.