बोरॉन कार्बाइड हा धातूचा चमक असलेला काळा स्फटिक आहे, ज्याला ब्लॅक डायमंड असेही म्हणतात, जे अजैविक नॉन-मेटलिक पदार्थांचे आहे. सध्या, प्रत्येकजण बोरॉन कार्बाइडच्या सामग्रीशी परिचित आहे, जे बुलेटप्रूफ आर्मरच्या वापरामुळे असू शकते, कारण त्यात सिरॅमिक सामग्रीमध्ये सर्वात कमी घनता आहे, उच्च लवचिक मॉड्यूलस आणि उच्च कडकपणाचे फायदे आहेत आणि त्याचा चांगला उपयोग होऊ शकतो. प्रोजेक्टाइल शोषण्यासाठी सूक्ष्म-फ्रॅक्चर. भार शक्य तितक्या कमी ठेवताना उर्जेचा प्रभाव. पण खरं तर, बोरॉन कार्बाइडमध्ये इतर अनेक अद्वितीय गुणधर्म आहेत, ज्यामुळे ते अपघर्षक, अपवर्तक साहित्य, आण्विक उद्योग, एरोस्पेस आणि इतर क्षेत्रात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावू शकते.
च्या गुणधर्मबोरॉन कार्बाइड
भौतिक गुणधर्मांच्या संदर्भात, बोरॉन कार्बाइडची कडकपणा हीरा आणि घन बोरॉन नायट्राइड नंतरच आहे, आणि तरीही ते उच्च तापमानात उच्च शक्ती राखू शकते, जे एक आदर्श उच्च-तापमान पोशाख-प्रतिरोधक सामग्री म्हणून वापरले जाऊ शकते; बोरॉन कार्बाइडची घनता फारच लहान आहे (सैद्धांतिक घनता केवळ 2.52 g/cm3 आहे), सामान्य सिरॅमिक सामग्रीपेक्षा हलकी आहे आणि एरोस्पेस क्षेत्रात वापरली जाऊ शकते; बोरॉन कार्बाइडमध्ये मजबूत न्यूट्रॉन शोषण्याची क्षमता, चांगली थर्मल स्थिरता आणि 2450 डिग्री सेल्सिअस वितळण्याचा बिंदू आहे, म्हणून ते आण्विक उद्योगात देखील मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. B घटक जोडून न्यूट्रॉनची न्यूट्रॉन शोषण क्षमता आणखी सुधारली जाऊ शकते; विशिष्ट आकारविज्ञान आणि संरचनेसह बोरॉन कार्बाइड सामग्रीमध्ये विशेष फोटोइलेक्ट्रिक गुणधर्म देखील असतात; या व्यतिरिक्त, बोरॉन कार्बाइडचा उच्च वितळण्याचा बिंदू, उच्च लवचिक मॉड्यूलस, कमी विस्तार गुणांक आणि चांगले हे फायदे हे धातूशास्त्र, रासायनिक उद्योग, यंत्रसामग्री, एरोस्पेस आणि लष्करी उद्योग यांसारख्या अनेक क्षेत्रांमध्ये एक संभाव्य अनुप्रयोग सामग्री बनवतात. उदाहरणार्थ, गंज-प्रतिरोधक आणि पोशाख-प्रतिरोधक भाग, बुलेटप्रूफ चिलखत बनवणे, रिॲक्टर कंट्रोल रॉड्स आणि थर्मोइलेक्ट्रिक घटक इ.
रासायनिक गुणधर्मांच्या बाबतीत, बोरॉन कार्बाइड खोलीच्या तपमानावर ऍसिड, क्षार आणि बहुतेक अजैविक संयुगे यांच्यावर प्रतिक्रिया देत नाही आणि खोलीच्या तपमानावर ऑक्सिजन आणि हॅलोजन वायूंवर क्वचितच प्रतिक्रिया देते आणि त्याचे रासायनिक गुणधर्म स्थिर असतात. याव्यतिरिक्त, बोरॉन कार्बाइड पावडर स्टील बोराइडिंग एजंट म्हणून हॅलोजनद्वारे सक्रिय केली जाते, आणि बोरॉन स्टीलच्या पृष्ठभागावर एक लोखंडी बोराईड फिल्म तयार करण्यासाठी घुसली जाते, ज्यामुळे सामग्रीची ताकद आणि परिधान प्रतिरोधकता वाढते आणि त्याचे रासायनिक गुणधर्म उत्कृष्ट असतात.
आपल्या सर्वांना माहित आहे की सामग्रीचे स्वरूप वापरण्याचे ठरवते, त्यामुळे कोणत्या ऍप्लिकेशन्समध्ये बोरॉन कार्बाइड पावडर उत्कृष्ट कामगिरी करते?च्या संशोधन आणि विकास केंद्राचे अभियंतेअर्बनमाइन्स टेक.Co., Ltd ने खालील सारांश तयार केला आहे.
चा अर्जबोरॉन कार्बाइड
1. बोरॉन कार्बाइड पॉलिशिंग ॲब्रेसिव्ह म्हणून वापरले जाते
अपघर्षक म्हणून बोरॉन कार्बाइडचा वापर प्रामुख्याने नीलमणी पीसण्यासाठी आणि पॉलिश करण्यासाठी केला जातो. सुपरहार्ड मटेरिअलमध्ये, बोरॉन कार्बाइडची कडकपणा ॲल्युमिनियम ऑक्साईड आणि सिलिकॉन कार्बाइडपेक्षा चांगली आहे, डायमंड आणि क्यूबिक बोरॉन नायट्राइडनंतर दुसऱ्या क्रमांकावर आहे. सेमीकंडक्टर GaN/Al 2 O3 लाइट-एमिटिंग डायोड्स (LEDs), मोठ्या प्रमाणात इंटिग्रेटेड सर्किट्स SOI आणि SOS आणि सुपरकंडक्टिंग नॅनोस्ट्रक्चर फिल्म्ससाठी नीलम ही सर्वात आदर्श सब्सट्रेट सामग्री आहे. पृष्ठभागाची गुळगुळीतता खूप जास्त आहे आणि अति-गुळगुळीत असणे आवश्यक आहे कोणतेही नुकसान नाही. नीलम क्रिस्टल (Mohs कठोरता 9) च्या उच्च शक्ती आणि उच्च कडकपणामुळे, यामुळे प्रक्रिया उद्योगांना मोठ्या अडचणी आल्या आहेत.
सामग्री आणि ग्राइंडिंगच्या दृष्टीकोनातून, नीलम क्रिस्टल्सवर प्रक्रिया करण्यासाठी आणि पीसण्यासाठी सर्वोत्तम सामग्री सिंथेटिक डायमंड, बोरॉन कार्बाइड, सिलिकॉन कार्बाइड आणि सिलिकॉन डायऑक्साइड आहेत. कृत्रिम हिऱ्याची कडकपणा खूप जास्त आहे (मोह्स कठोरता 10) नीलम वेफर पीसताना, ते पृष्ठभागावर स्क्रॅच करेल, वेफरच्या प्रकाश संप्रेषणावर परिणाम करेल आणि किंमत महाग आहे; सिलिकॉन कार्बाइड कापल्यानंतर, उग्रपणा RA सहसा जास्त असतो आणि सपाटपणा खराब असतो; तथापि, सिलिकाची कडकपणा पुरेशी नाही (मोह्स कठोरता 7), आणि पीसण्याची शक्ती कमी आहे, जी ग्राइंडिंग प्रक्रियेत वेळ घेणारी आणि श्रम-केंद्रित आहे. त्यामुळे, बोरॉन कार्बाइड ॲब्रेसिव्ह (मोह्स हार्डनेस 9.3) हे नीलम क्रिस्टल्सवर प्रक्रिया करण्यासाठी आणि पीसण्यासाठी सर्वात आदर्श सामग्री बनले आहे आणि सॅफायर वेफर्सचे दुहेरी बाजूने पीसणे आणि नीलम-आधारित LED एपिटॅक्सियल वेफर्सच्या बॅक थिनिंग आणि पॉलिशिंगमध्ये उत्कृष्ट कामगिरी आहे.
हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की जेव्हा बोरॉन कार्बाइड 600 डिग्री सेल्सिअसपेक्षा जास्त असेल तेव्हा पृष्ठभाग B2O3 फिल्ममध्ये ऑक्सिडाइझ केले जाईल, ज्यामुळे ते एका विशिष्ट मर्यादेपर्यंत मऊ होईल, म्हणून ते अपघर्षक अनुप्रयोगांमध्ये खूप उच्च तापमानात कोरडे पीसण्यासाठी योग्य नाही, फक्त योग्य पॉलिशिंग द्रव पीसण्यासाठी. तथापि, ही मालमत्ता B4C ला ऑक्सिडायझेशन होण्यापासून प्रतिबंधित करते, ज्यामुळे रीफ्रॅक्टरी सामग्रीच्या वापरामध्ये त्याचे अद्वितीय फायदे आहेत.
2. रीफ्रॅक्टरी मटेरियलमध्ये अर्ज
बोरॉन कार्बाइडमध्ये अँटी-ऑक्सिडेशन आणि उच्च तापमान प्रतिरोधक वैशिष्ट्ये आहेत. हे सामान्यतः प्रगत आकाराचे आणि आकार नसलेले रीफ्रॅक्टरी साहित्य म्हणून वापरले जाते आणि स्टील स्टोव्ह आणि भट्टी फर्निचर यांसारख्या धातू शास्त्राच्या विविध क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.
लोह आणि पोलाद उद्योगातील ऊर्जा बचत आणि वापर कमी करणे आणि लो-कार्बन स्टील आणि अल्ट्रा-लो कार्बन स्टीलच्या गळतीच्या गरजांसह, कमी-कार्बन मॅग्नेशिया-कार्बन विटांचे संशोधन आणि विकास (सामान्यत: <8% कार्बन सामग्री) उत्कृष्ट कामगिरीने देशांतर्गत आणि परदेशी उद्योगांचे अधिकाधिक लक्ष वेधून घेतले आहे. सध्या, कमी-कार्बन मॅग्नेशिया-कार्बन विटांचे कार्यप्रदर्शन सामान्यतः बंधित कार्बन संरचना सुधारणे, मॅग्नेशिया-कार्बन विटांची मॅट्रिक्स रचना अनुकूल करून आणि उच्च-कार्यक्षमता अँटिऑक्सिडंट्स जोडून सुधारित केले जाते. त्यापैकी, औद्योगिक-दर्जाच्या बोरॉन कार्बाइडने बनलेला ग्राफिटाइज्ड कार्बन आणि अंशतः ग्राफिटाइज्ड कार्बन ब्लॅक वापरला जातो. कमी-कार्बन मॅग्नेशिया-कार्बन विटांसाठी कार्बन स्त्रोत आणि अँटिऑक्सिडंट म्हणून वापरल्या जाणाऱ्या ब्लॅक कंपोझिट पावडरने चांगले परिणाम प्राप्त केले आहेत.
उच्च तापमानात बोरॉन कार्बाइड एका विशिष्ट मर्यादेपर्यंत मऊ होत असल्याने, ते इतर सामग्रीच्या कणांच्या पृष्ठभागावर जोडले जाऊ शकते. जरी उत्पादनाची घनता असली तरीही, पृष्ठभागावरील B2O3 ऑक्साईड फिल्म एक विशिष्ट संरक्षण तयार करू शकते आणि ऑक्सिडेशन विरोधी भूमिका बजावू शकते. त्याच वेळी, प्रतिक्रियेद्वारे तयार होणारे स्तंभीय स्फटिक रेफ्रेक्ट्री मटेरियलच्या मॅट्रिक्स आणि अंतरांमध्ये वितरीत केले जात असल्याने, छिद्र कमी होते, मध्यम तापमानाची ताकद सुधारली जाते आणि व्युत्पन्न क्रिस्टल्सची मात्रा वाढते, ज्यामुळे व्हॉल्यूम बरे होऊ शकते. आकुंचन आणि क्रॅक कमी करणे.
3. राष्ट्रीय संरक्षण वाढविण्यासाठी वापरण्यात येणारी बुलेटप्रूफ सामग्री
उच्च कडकपणा, उच्च सामर्थ्य, लहान विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण आणि उच्च पातळीच्या बॅलिस्टिक प्रतिकारामुळे, बोरॉन कार्बाइड विशेषतः हलक्या बुलेटप्रूफ सामग्रीच्या प्रवृत्तीनुसार आहे. हे विमान, वाहने, चिलखत आणि मानवी शरीराच्या संरक्षणासाठी सर्वोत्तम बुलेटप्रूफ सामग्री आहे; सध्या,काही देशसंरक्षण उद्योगात बोरॉन कार्बाइड अँटी-बॅलिस्टिक आर्मरच्या मोठ्या प्रमाणात वापरास प्रोत्साहन देण्याच्या उद्देशाने कमी किमतीचे बोरॉन कार्बाइड अँटी-बॅलिस्टिक आर्मर संशोधन प्रस्तावित केले आहे.
4. अणुउद्योगात अर्ज
बोरॉन कार्बाइडमध्ये उच्च न्यूट्रॉन शोषक क्रॉस-सेक्शन आणि विस्तृत न्यूट्रॉन ऊर्जा स्पेक्ट्रम आहे आणि आंतरराष्ट्रीय स्तरावर आण्विक उद्योगासाठी सर्वोत्तम न्यूट्रॉन शोषक म्हणून ओळखले जाते. त्यापैकी, बोरॉन-10 समस्थानिकेचा थर्मल विभाग 347×10-24 सेमी 2 इतका उच्च आहे, जो गॅडोलिनियम, सॅमेरियम आणि कॅडमियम सारख्या काही घटकांनंतर दुसरा आहे आणि एक कार्यक्षम थर्मल न्यूट्रॉन शोषक आहे. याव्यतिरिक्त, बोरॉन कार्बाइड संसाधनांनी समृद्ध आहे, गंज-प्रतिरोधक आहे, चांगली थर्मल स्थिरता आहे, किरणोत्सर्गी समस्थानिक तयार करत नाही आणि कमी दुय्यम किरण ऊर्जा आहे, म्हणून बोरॉन कार्बाइड अणुभट्ट्यांमध्ये नियंत्रण सामग्री आणि संरक्षण सामग्री म्हणून मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.
उदाहरणार्थ, अणुउद्योगात, उच्च-तापमान गॅस-कूल्ड अणुभट्टी बोरॉन शोषून घेणारी बॉल शटडाउन प्रणाली दुसरी शटडाउन प्रणाली म्हणून वापरते. अपघात झाल्यास, जेव्हा पहिली शटडाउन सिस्टीम अयशस्वी होते, तेव्हा दुसरी शटडाउन सिस्टीम अणुभट्टी बंद करण्यासाठी आणि थंडीचा अनुभव घेण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात बोरॉन कार्बाइड पेलेट्स फ्री फॉल रिॲक्टर कोअरच्या रिफ्लेक्टिव्ह लेयरच्या चॅनेलमध्ये पडतात. शटडाउन, ज्यामध्ये शोषणारा बॉल हा बोरॉन कार्बाइड असलेला ग्रेफाइट बॉल असतो. उच्च तापमान गॅस-कूल्ड रिॲक्टरमध्ये बोरॉन कार्बाइड कोरचे मुख्य कार्य अणुभट्टीची शक्ती आणि सुरक्षितता नियंत्रित करणे आहे. कार्बन वीट बोरॉन कार्बाइड न्यूट्रॉन शोषक सामग्रीसह गर्भवती आहे, ज्यामुळे अणुभट्टीच्या दाब वाहिनीचे न्यूट्रॉन विकिरण कमी होऊ शकते.
सध्या, अणुभट्ट्यांकरिता बोराइड सामग्रीमध्ये प्रामुख्याने खालील सामग्रीचा समावेश होतो: बोरॉन कार्बाइड (कंट्रोल रॉड्स, शील्डिंग रॉड्स), बोरिक ऍसिड (मॉडरेटर, कूलंट), बोरॉन स्टील (कंट्रोल रॉड्स आणि अणुइंधन आणि आण्विक कचऱ्यासाठी साठवण साहित्य), बोरॉन युरोपियम (कोर बर्न करण्यायोग्य विष सामग्री), इ.