Карбид бора-это черный кристалл с металлическим блеском, также известным как черный бриллиант, который принадлежит неорганическим неметаллическим материалам. В настоящее время все знакомы с материалом карбида бора, который может быть связан с применением пуленепробиваемой брони, поскольку он имеет самую низкую плотность среди керамических материалов, имеет преимущества высокого упругого модуля и высокой твердости и может достичь хорошего использования микро-обработки для поглощения снарядов. Эффект энергии, сохраняя при этом нагрузку как можно меньше. Но на самом деле, карбид Boron обладает многими другими уникальными свойствами, которые могут заставить его играть важную роль в абразивах, рефрактерных материалах, ядерной промышленности, аэрокосмической и других областях.
Свойствакарбид бора
С точки зрения физических свойств, твердость карбида бора состоит только после того, как алмаз и кубический нитрид бора, и он все еще может поддерживать высокую прочность при высоких температурах, которые можно использовать в качестве идеального высокотемпературного износостойкого материала; Плотность карбида бора очень мала (теоретическая плотность составляет всего 2,52 г/ см3), легче, чем обычные керамические материалы, и может использоваться в аэрокосмическом поле; Карбид бора обладает сильной способностью поглощения нейтронов, хорошей тепловой стабильностью и температурой плавления 2450 ° C, поэтому он также широко используется в ядерной промышленности. Способность поглощения нейтронов нейтрона может быть дополнительно улучшена путем добавления элементов B; Карбидные материалы бора со специфической морфологией и структурой также обладают специальными фотоэлектрическими свойствами; Кроме того, карбид Boron имеет высокую температуру плавления, высокий модуль упругости, низкий коэффициент расширения и хорошие эти преимущества делают его потенциальным материалом для применения во многих областях, таких как металлургия, химическая промышленность, машины, аэрокосмическая и военная промышленность. Например, коррозионные и износостойкие детали, изготовление пуленепробиваемой брони, стержней управления реактором и термоэлектрических элементов и т. Д.
С точки зрения химических свойств, карбид бора не реагирует с кислотами, щелочками и большинством неорганических соединений при комнатной температуре и вряд ли реагирует с кислородом и галогенными газами при комнатной температуре, и его химические свойства стабильны. Кроме того, порошок карбида бора активируется галогеном в качестве стального боритивного агента, а бор проникает на поверхности стали, образуя железной боридной пленки, тем самым усиливая прочность и стойкость к износу материала, а его химические свойства превосходны.
Мы все знаем, что природа материала определяет использование, поэтому в каких приложениях порошок карбида бора обладает выдающейся производительностью?Инженеры центральных и разработчиковUrbanmines Tech.Co., Ltd. сделала следующее резюме.
Применениекарбид бора
1. Карбид бора используется в качестве полировки абразивного
Применение карбида бора в качестве абразива в основном используется для измельчения и полировки сапфира. Среди материалов Superhard твердость карбида бора лучше, чем у алюминия оксида и карбида кремния, уступая только алмазному и кубическому нитриду бора. Sapphire является наиболее идеальным материалом субстрата для полупроводниковых светодиодов Gan/Al 2 O3 (светодиоды), крупномасштабные интегрированные цепи SOI и SOS, а также сверхпроводящие наноструктурные пленки. Плавность поверхности очень высока и должна быть сверхглаглая без степени повреждения. Из -за высокой прочности и высокой твердости сапфирового кристалла (твердость MOHS 9) это принесло большие трудности для обработки предприятий.
С точки зрения материалов и шлифования лучшими материалами для обработки и шлифования кристаллов сапфира являются синтетический алмаз, карбид бора, карбид кремния и диоксид кремния. Твердость искусственного алмаза слишком высока (твердость MOHS 10) При измельчении сапфировой пластины он поцарапает поверхность, повлияет на световой пропускной способность пластины, а цена стоит дорого; После резки кремниевого карбида, шероховатость РА обычно высока, а плоская плоская; Тем не менее, твердости кремнезема недостаточно (твердость MOHS 7), а сила шлифования плохая, что является трудоемким и трудоемким в процессе шлифования. Следовательно, абразив карбида бора (твердость MOHS 9.3) стала наиболее идеальным материалом для обработки и шлифования кристаллов сапфира и обладает отличной производительности в двухстороннем шлифовании сапфировых пластин и прореженности и полировке светодиодных вафель на основе сапфира.
Стоит отметить, что когда карбид бора выше 600 ° C, поверхность будет окислена в пленку B2O3, что в определенной степени смягчит его, поэтому она не подходит для сухого шлифования при слишком высокой температуре при абразивном применении, только для полировки жидкости. Тем не менее, это свойство предотвращает дальнейшее окисление B4C, что делает его уникальными преимуществами при применении рефрактерных материалов.
2. Применение в рефрактерных материалах
Карбид бора обладает характеристиками антиоксидирования и высокой температурной устойчивости. Обычно он используется в качестве передовой формы и необработанных рефрактерных материалов и широко используется в различных областях металлургии, таких как стальные печи и печи и мебель для печей.
В связи с потребностями энергосбережения и снижения потребления в железной и стальной промышленности и плавки низкоуглеродистой стали и сверхзвуковой углеродной стали, исследования и разработка низкоуглеродистого магнезии-углеродного кирпича (как правило, <8% содержание углерода) с превосходными показателями привлекла все большее внимание домашних и иностранных отраслей. В настоящее время производительность магнезии-углеродных кирпичей с низким содержанием углерода, как правило, улучшается за счет улучшения священной углеродной структуры, оптимизируя матричную структуру магнезий-углеродных кирпичей и добавляя высокоэффективные антиоксиданты. Среди них используется графитизированный углерод, состоящий из карбида борона промышленного класса и частично графитизированного углерода. Черный композитный порошок, используемый в качестве источника углерода и антиоксидант для низкоуглеродистого магнезии-углеродного кирпича, достиг хороших результатов.
Поскольку карбид бора будет смягчаться в определенной степени при высокой температуре, он может быть прикреплен к поверхности других частиц материала. Даже если продукт уплотнен, пленка оксида B2O3 на поверхности может образовывать определенную защиту и играть в антиоксидирующую роль. В то же время, поскольку столбчатые кристаллы, генерируемые реакцией, распределяются в матрице и зазорах рефрактерного материала, пористость уменьшается, улучшается прочность средней температуры, а объем генерируемых кристаллов расширяется, что может заживлять усадку объема и уменьшать трещины.
3. Пуленепробиваемые материалы, используемые для улучшения национальной обороны
Из -за высокой твердости, высокой прочности, небольшой удельной тяжести и высокого уровня баллистического сопротивления, карбид бора особенно соответствует тенденции легких пуленепробиваемых материалов. Это лучший пуленепробиваемый материал для защиты самолетов, транспортных средств, доспехов и человеческих тел; в настоящее время,Некоторые страныпредложили недорогие карбидные борбидные антибаллистические исследования, направленные на то, чтобы способствовать широкомасштабному использованию карбида бора карбида антибаллистической броней в оборонной промышленности.
4. Применение в атомной промышленности
Карбид бора имеет высокое поперечное сечение поглощения нейтронов и широкий энергетический спектр нейтронов, и на международном уровне признан лучшим поглотителем нейтронов для ядерной промышленности. Среди них тепловая часть изотопа Boron-10 достигает 347 × 10-24 см2, уступая только нескольким элементам, таким как гадолиний, самарий и кадмий, и является эффективным поглотителем тепловых нейтронов. Кроме того, карбид бора богат ресурсами, устойчива к коррозии, хорошей тепловой стабильности, не производит радиоактивные изотопы и имеет низкую энергию вторичного луча, поэтому карбид бора широко используется в качестве управляющих материалов и защитных материалов в ядерных реакторах.
Например, в ядерной промышленности высокотемпературный реактор, охлаждаемый газовым охлаждением, использует систему отключения мяча, поглощающих бор в качестве второй системы выключения. В случае несчастного случая, когда первая система выключения выходит из строя, вторая система выключения использует большое количество карбида бора, свободных от опадения в канал отражающего слоя сердечника реактора и т. Д., Чтобы закрыть реактор и осознать холодный отключение, где поглощающий шарик представляет собой графический шарик, содержащий карбид борона. Основная функция карбида бора в реакторе с высокой температурой, охлаждаемого газовым охлаждением, заключается в контроле мощности и безопасности реактора. Углеродный кирпич пропитывается материалом поглощающего карбида карбида, который может уменьшить облучение нейтронного сосуда давления реактора.
В настоящее время боридные материалы для ядерных реакторов в основном включают в себя следующие материалы: карбид бора (управляющие стержни, экранирующие стержни), борновая кислота (модератор, охлаждающая жидкость), бор -сталь (управляющие стержни и материалы для хранения ядерного топлива и ядерные отходы), европей для бора (сердечный материал сжигаемого ява) и т. Д.