Бор карбид е црн кристал со метален сјај, познат и како црн дијамант, кој припаѓа на неоргански неметални материјали. Во моментов, секој е запознаен со материјалот на бор карбид, што може да се должи на примената на оклопот отпорен на куршуми, бидејќи има најмала густина меѓу керамичките материјали, има предности на висок модул на еластичност и висока цврстина и може да постигне добра употреба. на микро-фрактура за апсорпција на проектили. Ефектот на енергијата, притоа задржувајќи го товарот што е можно пониско. Но, всушност, борниот карбид има многу други уникатни својства, поради што може да игра важна улога во абразиви, огноотпорни материјали, нуклеарна индустрија, воздушна и други полиња.
Својства набор карбид
Во однос на физичките својства, тврдоста на борниот карбид е само по дијамантот и кубниот бор нитрид, и тој сè уште може да одржува висока јачина на високи температури, што може да се користи како идеален материјал отпорен на абење на висока температура; густината на бор карбид е многу мала (теоретската густина е само 2,52 g/cm3), полесна од обичните керамички материјали и може да се користи во воздушната област; борниот карбид има силна способност за апсорпција на неутрони, добра термичка стабилност и точка на топење од 2450 ° C, па затоа е исто така широко користен во нуклеарната индустрија. Способноста за апсорпција на неутрони на неутронот може дополнително да се подобри со додавање на Б елементи; Материјалите од бор карбид со специфична морфологија и структура имаат и посебни фотоелектрични својства; Покрај тоа, борниот карбид има висока точка на топење, висок модул на еластичност, низок коефициент на експанзија и добар. Овие предности го прават потенцијален материјал за примена во многу области како што се металургијата, хемиската индустрија, машините, воздушната и воената индустрија. На пример, делови отпорни на корозија и отпорни на абење, изработка на оклоп отпорен на куршуми, контролни шипки на реакторот и термоелектрични елементи итн.
Во однос на хемиските својства, борниот карбид не реагира со киселини, алкали и повеќето неоргански соединенија на собна температура, и тешко реагира со кислород и халогени гасови на собна температура, а неговите хемиски својства се стабилни. Дополнително, прашокот на бор карбид се активира со халоген како челичен агенс за бришење, а борот се инфилтрира на површината на челикот за да формира филм од железен борид, а со тоа ја зголемува силата и отпорноста на абење на материјалот, а неговите хемиски својства се одлични.
Сите знаеме дека природата на материјалот ја одредува употребата, па во кои апликации прашокот од бор карбид има извонредни перформанси?Инженерите на центарот за истражување и развој наUrbanMines Tech.Co., Ltd. го направи следното резиме.
Примена набор карбид
1. Бор карбид се користи како абразив за полирање
Примената на бор карбид како абразив главно се користи за мелење и полирање на сафир. Меѓу супертврдите материјали, тврдоста на бор карбид е подобра од онаа на алуминиум оксид и силициум карбид, втор само по дијамантот и кубен бор нитрид. Сафирот е најидеалниот материјал за подлога за полупроводнички GaN/Al 2 O3 диоди што емитуваат светлина (LED), големи интегрирани кола SOI и SOS и суперспроводливи филмови со наноструктура. Мазноста на површината е многу висока и мора да биде ултра мазна Без степен на оштетување. Поради високата јачина и високата цврстина на кристалот од сафир (тврдост на Мохс 9), тој донесе големи тешкотии во преработувачките претпријатија.
Од гледна точка на материјали и мелење, најдобрите материјали за обработка и мелење кристали од сафир се синтетички дијаманти, бор карбид, силициум карбид и силициум диоксид. Цврстината на вештачкиот дијамант е превисока (тврдост на Мохс 10) при мелење на нафората од сафир, таа ќе ја изгребе површината, ќе влијае на пропустливоста на светлината на нафората, а цената е скапа; по сечење силициум карбид, грубоста RA е обично висока, а плошноста е слаба; Сепак, цврстината на силициум диоксид не е доволна (тврдост на Мохс 7), а силата на мелење е слаба, што одзема време и бара труд во процесот на мелење. Затоа, абразивот со бор карбид (тврдост на Мохс 9.3) стана најидеалниот материјал за обработка и мелење кристали од сафир и има одлични перформанси при двострано мелење на сафирните наполитанки и разредување и полирање на грбот на епитаксиалните ЛЕД наполитанки базирани на сафир.
Вреди да се спомене дека кога борниот карбид е над 600 ° C, површината ќе се оксидира во B2O3 филм, што ќе го омекне до одреден степен, така што не е погоден за суво мелење на премногу висока температура при абразивни апликации, само погоден за полирање на течно мелење. Сепак, ова својство спречува B4C да се оксидира дополнително, што го прави да има уникатни предности во примената на огноотпорни материјали.
2. Примена во огноотпорни материјали
Бор карбид има карактеристики на антиоксидација и отпорност на високи температури. Генерално се користи како напредни обликувани и необликувани огноотпорни материјали и е широко користен во различни области на металургијата, како што се челични печки и мебел од печка.
Со потребите за заштеда на енергија и намалување на потрошувачката во индустријата за железо и челик и топење на нискојаглероден челик и ултра нискојаглероден челик, истражување и развој на тули со нискојаглерод магнезија-јаглерод (обично <8% содржина на јаглерод) со одлични перформанси привлекува се повеќе внимание од домашните и странските индустрии. Во моментов, перформансите на магнезиско-јаглеродните тули со низок јаглерод генерално се подобруваат со подобрување на структурата на врзаниот јаглерод, оптимизирање на структурата на матрицата на магнезиско-јаглеродни тули и додавање антиоксиданти со висока ефикасност. Меѓу нив, се користи графитизиран јаглерод составен од бор карбид од индустриско ниво и делумно графитизиран саѓи. Црниот композитен прав, кој се користи како извор на јаглерод и антиоксиданс за нискојаглеродни магнезиско-јаглеродни тули, постигна добри резултати.
Бидејќи борниот карбид ќе омекне до одреден степен на висока температура, може да се прицврсти на површината на други честички на материјалот. Дури и ако производот е згуснет, оксидната фолија B2O3 на површината може да формира одредена заштита и да игра антиоксидативна улога. Во исто време, бидејќи колонозните кристали генерирани од реакцијата се распоредени во матрицата и празнините на огноотпорниот материјал, порозноста се намалува, јачината на средната температура се подобрува и волуменот на создадените кристали се шири, што може да го залечи волуменот собирање и намалување на пукнатините.
3. Материјали отпорни на куршуми кои се користат за зајакнување на националната одбрана
Поради неговата висока цврстина, висока јачина, мала специфична тежина и високо ниво на балистичка отпорност, борниот карбид е особено во согласност со трендот на лесни материјали отпорни на куршуми. Тој е најдобриот материјал отпорен на куршуми за заштита на авиони, возила, оклопи и човечки тела; моментално,Некои земјипредложија евтино истражување на антибалистички оклоп на бор карбид, со цел да се промовира големата употреба на антибалистички оклоп на бор карбид во одбранбената индустрија.
4. Примена во нуклеарната индустрија
Бор карбид има висок пресек на апсорпција на неутрони и широк спектар на енергија на неутрони и е меѓународно признат како најдобар апсорбер на неутрони за нуклеарната индустрија. Меѓу нив, термичкиот дел на изотопот бор-10 е висок 347×10-24 cm2, втор само по неколку елементи како што се гадолиниум, самариум и кадмиум, и е ефикасен термички апсорбер на неутрони. Покрај тоа, борниот карбид е богат со ресурси, отпорен на корозија, добра термичка стабилност, не произведува радиоактивни изотопи и има ниска секундарна енергија на зрачење, така што борниот карбид е широко користен како контролни материјали и заштитни материјали во нуклеарните реактори.
На пример, во нуклеарната индустрија, реакторот со гасно ладење на висока температура користи систем за исклучување на топката што апсорбира бор како втор систем за исклучување. Во случај на несреќа, кога првиот систем за исклучување откажува, вториот систем за исклучување користи голем број пелети бор карбид Слободен пад во каналот на рефлектирачкиот слој на јадрото на реакторот итн., за да се исклучи реакторот и да се забележи студ. исклучување, при што топката што апсорбира е графитна топка која содржи бор карбид. Главната функција на јадрото на бор карбид во реакторот со гасно ладење на висока температура е да ја контролира моќноста и безбедноста на реакторот. Јаглеродната тула е импрегнирана со материјал што апсорбира неутронски бор карбид, што може да го намали неутронското зрачење на садот под притисок на реакторот.
Во моментов, борните материјали за нуклеарни реактори главно ги вклучуваат следните материјали: бор карбид (контролни шипки, заштитни прачки), борна киселина (модератор, течност за ладење), борен челик (контролни прачки и материјали за складирање за нуклеарно гориво и нуклеарен отпад), бор европиум (јадро што може да се запали отровен материјал) итн.