Boron Carbide adalah kristal hitam dengan kilauan logam, juga dikenali sebagai Black Diamond, yang tergolong dalam bahan bukan logam bukan organik. Pada masa ini, semua orang sudah biasa dengan bahan boron karbida, yang mungkin disebabkan oleh penggunaan perisai peluru, kerana ia mempunyai ketumpatan terendah di kalangan bahan seramik, mempunyai kelebihan modulus elastik yang tinggi dan kekerasan yang tinggi, dan dapat mencapai kegunaan mikro-fraktur yang baik untuk menyerap projektil. Kesan tenaga, sambil mengekalkan beban serendah mungkin. Tetapi sebenarnya, Boron Carbide mempunyai banyak sifat unik lain, yang boleh menjadikannya memainkan peranan penting dalam Abrasives, bahan refraktori, industri nuklear, aeroangkasa dan bidang lain.
SifatBoron Carbide
Dari segi sifat fizikal, kekerasan karbida boron hanya selepas berlian dan nitrida boron padu, dan ia masih dapat mengekalkan kekuatan tinggi pada suhu tinggi, yang boleh digunakan sebagai bahan tahan suhu tinggi yang ideal; Ketumpatan karbida boron sangat kecil (ketumpatan teoritis hanya 2.52 g/ cm3), lebih ringan daripada bahan seramik biasa, dan boleh digunakan dalam bidang aeroangkasa; Boron Carbide mempunyai keupayaan penyerapan neutron yang kuat, kestabilan terma yang baik, dan titik lebur 2450 ° C, jadi ia juga digunakan secara meluas dalam industri nuklear. Keupayaan penyerapan neutron neutron dapat ditingkatkan lagi dengan menambahkan elemen B; Bahan karbida boron dengan morfologi dan struktur tertentu juga mempunyai sifat fotoelektrik khas; Di samping itu, boron karbida mempunyai titik lebur yang tinggi, modulus elastik yang tinggi, pekali pengembangan yang rendah dan baik kelebihan ini menjadikannya bahan permohonan yang berpotensi dalam banyak bidang seperti metalurgi, industri kimia, jentera, aeroangkasa dan industri ketenteraan. Sebagai contoh, bahagian tahan karat dan tahan haus, membuat perisai peluru, rod kawalan reaktor dan elemen termoelektrik, dll.
Dari segi sifat kimia, karbida boron tidak bertindak balas dengan asid, alkali dan sebatian bukan organik pada suhu bilik, dan tidak dapat bertindak balas dengan gas oksigen dan halogen pada suhu bilik, dan sifat kimianya stabil. Di samping itu, serbuk karbida boron diaktifkan oleh halogen sebagai agen boriding keluli, dan boron disusup ke atas permukaan keluli untuk membentuk filem borida besi, dengan itu meningkatkan kekuatan dan memakai rintangan bahan, dan sifat kimianya sangat baik.
Kita semua tahu bahawa sifat bahan menentukan penggunaan, jadi di mana aplikasi boron karbida boron mempunyai prestasi yang luar biasa?Jurutera pusat R & DUrbanmines Tech.Co., Ltd. membuat ringkasan berikut.
PermohonanBoron Carbide
1. Boron Carbide digunakan sebagai penggilap kasar
Penggunaan karbida boron sebagai kasar digunakan terutamanya untuk pengisaran dan penggilap nilam. Di antara bahan -bahan superhard, kekerasan karbida boron lebih baik daripada aluminium oksida dan karbida silikon, kedua hanya untuk berlian dan nitrida boron padu. Sapphire adalah bahan substrat yang paling ideal untuk semikonduktor GAN/Al 2 O3 diod pemancar cahaya (LED), litar bersepadu berskala besar SOI dan SOS, dan filem nanostruktur superconducting. Kelancaran permukaannya sangat tinggi dan mestilah tahap kerosakan yang sangat lancar. Oleh kerana kekuatan tinggi dan kekerasan tinggi kristal nilam (kekerasan Mohs 9), ia telah membawa kesukaran untuk memproses perusahaan.
Dari perspektif bahan dan pengisaran, bahan terbaik untuk memproses dan mengisar kristal nilam adalah berlian sintetik, karbida boron, karbida silikon, dan silikon dioksida. Kekerasan berlian tiruan terlalu tinggi (kekerasan Mohs 10) apabila mengisar wafer nilam, ia akan menggaru permukaan, mempengaruhi transmisi cahaya wafer, dan harga mahal; Selepas memotong karbida silikon, kekasaran RA biasanya tinggi dan kebosanan adalah miskin; Walau bagaimanapun, kekerasan silika tidak mencukupi (kekerasan Mohs 7), dan daya pengisaran adalah miskin, yang memakan masa dan intensif buruh dalam proses pengisaran. Oleh itu, boron karbida kasar (kekerasan Mohs 9.3) telah menjadi bahan yang paling ideal untuk pemprosesan dan mengisar kristal nilam, dan mempunyai prestasi yang sangat baik dalam pengisaran dua sisi sapphire wafer dan penipisan belakang dan menggilap wafer epitaxial berasaskan sapphire.
Perlu dinyatakan bahawa apabila boron karbida melebihi 600 ° C, permukaannya akan dioksidakan ke dalam filem B2O3, yang akan melembutkannya ke tahap tertentu, jadi ia tidak sesuai untuk mengeringkan kering pada suhu yang terlalu tinggi dalam aplikasi yang kasar, hanya sesuai untuk menggilap cecair. Walau bagaimanapun, harta ini menghalang B4C daripada dioksidakan lagi, menjadikannya mempunyai kelebihan yang unik dalam penggunaan bahan refraktori.
2. Permohonan dalam bahan refraktori
Boron Carbide mempunyai ciri-ciri anti-pengoksidaan dan rintangan suhu tinggi. Ia biasanya digunakan sebagai bahan refraktori berbentuk maju dan tidak digunakan dan digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang metalurgi, seperti dapur keluli dan perabot tanur.
Dengan keperluan penjimatan tenaga dan pengurangan penggunaan dalam industri besi dan keluli dan peleburan keluli karbon rendah dan keluli karbon ultra-rendah, penyelidikan dan pembangunan batu bata magnesia karbon rendah (umumnya <8% kandungan karbon) dengan prestasi yang sangat baik telah menarik lebih banyak perhatian dari industri domestik dan asing. Pada masa ini, prestasi batu bata magnesia-karbon rendah pada umumnya diperbaiki dengan meningkatkan struktur karbon terikat, mengoptimumkan struktur matriks batu bata magnesia-karbon, dan menambah antioksidan kecekapan tinggi. Antaranya, karbon grafit yang terdiri daripada boron karbida gred perindustrian dan sebahagian besar karbon hitam digunakan. Serbuk komposit hitam, digunakan sebagai sumber karbon dan antioksidan untuk batu bata magnesia-karbon rendah karbon, telah mencapai hasil yang baik.
Oleh kerana karbida boron akan melembutkan ke tahap tertentu pada suhu tinggi, ia boleh dilampirkan pada permukaan zarah bahan lain. Walaupun produk itu tersentuh, filem B2O3 oksida di permukaan dapat membentuk perlindungan tertentu dan memainkan peranan anti-pengoksidaan. Pada masa yang sama, kerana kristal kolumnar yang dihasilkan oleh tindak balas diedarkan dalam matriks dan jurang bahan refraktori, keliangan dikurangkan, kekuatan suhu sederhana diperbaiki, dan jumlah kristal yang dihasilkan berkembang, yang dapat menyembuhkan jumlah pengecutan dan mengurangkan keretakan.
3. Bahan peluru yang digunakan untuk meningkatkan pertahanan negara
Oleh kerana kekerasannya yang tinggi, kekuatan tinggi, graviti khusus kecil, dan tahap rintangan balistik yang tinggi, karbida boron terutama sejajar dengan trend bahan peluru ringan. Ia adalah bahan peluru terbaik untuk melindungi pesawat, kenderaan, perisai, dan badan manusia; Pada masa ini,Beberapa negaratelah mencadangkan penyelidikan perisai anti-balistik boron rendah karbida, yang bertujuan untuk mempromosikan penggunaan berskala besar perisai anti-balistik karbida boron dalam industri pertahanan.
4. Permohonan dalam industri nuklear
Boron Carbide mempunyai rentetan penyerapan neutron yang tinggi dan spektrum tenaga neutron yang luas, dan diiktiraf di peringkat antarabangsa sebagai penyerap neutron terbaik untuk industri nuklear. Antaranya, bahagian termal isotop boron-10 adalah setinggi 347 × 10-24 cm2, kedua hanya untuk beberapa elemen seperti gadolinium, samarium, dan kadmium, dan merupakan penyerap neutron terma yang cekap. Di samping itu, karbida boron kaya dengan sumber daya, kestabilan terma yang tahan karat, tidak menghasilkan isotop radioaktif, dan mempunyai tenaga sinar sekunder yang rendah, jadi karbida boron digunakan secara meluas sebagai bahan kawalan dan bahan perisai dalam reaktor nuklear.
Sebagai contoh, dalam industri nuklear, reaktor penyejuk gas suhu tinggi menggunakan boron menyerap sistem penutupan bola sebagai sistem penutupan kedua. Sekiranya berlaku kemalangan, apabila sistem penutupan pertama gagal, sistem penutupan kedua menggunakan sebilangan besar pelet karbida boron jatuh ke dalam saluran lapisan reflektif teras reaktor, dan lain -lain, untuk menutup reaktor dan menyedari penutupan sejuk, di mana bola menyerap adalah bola grafit yang mengandungi karbida boron. Fungsi utama teras karbida boron dalam reaktor yang disejukkan gas suhu tinggi adalah untuk mengawal kuasa dan keselamatan reaktor. Bata karbon diresapi dengan bahan penyerap neutron karbida boron, yang dapat mengurangkan penyinaran neutron kapal tekanan reaktor.
Pada masa ini, bahan borida untuk reaktor nuklear terutamanya termasuk bahan -bahan berikut: boron karbida (rod kawalan, rod perisai), asid borik (moderator, penyejuk), keluli boron (rod kawalan dan bahan penyimpanan untuk bahan bakar nuklear dan sisa nuklear), boron europium (bahan racun yang boleh dibakar), dan lain -lain.