Karbid bóru je čierny kryštál s kovovým leskom, známy tiež ako čierny diamant, ktorý patrí do anorganických nekovových materiálov. V súčasnosti sú všetci oboznámení s materiálom karbidu bóru, ktorý môže byť spôsobený aplikáciou brnenia nepriestrelného, pretože má najnižšiu hustotu medzi keramickými materiálmi, má výhody vysoko elastického modulu a vysokej tvrdosti a môže dosiahnuť dobré využitie mikrofraktúry na absorbovanie projektilov. Účinok energie, pričom sa zaťaženie udržiava čo najnižší. V skutočnosti však Boron Carbide má mnoho ďalších jedinečných vlastností, vďaka ktorým môže zohrávať dôležitú úlohu v abrazivoch, žiaruvzdorných materiáloch, jadrovom priemysle, leteckom priemysle a ďalších oblastiach.
Vlastnostikarbid bóru
Pokiaľ ide o fyzikálne vlastnosti, tvrdosť karbidu bóru je až po diamantovom a kubickom nitridu bóru a stále si môže udržiavať vysokú pevnosť pri vysokých teplotách, ktoré sa môžu použiť ako ideálny materiál odolný voči opotrebeniu s vysokým teplotou; Hustota karbidu bóru je veľmi malá (teoretická hustota je iba 2,52 g/ cm3), ľahšia ako bežné keramické materiály a môže sa použiť v leteckom poli; Karbid bóru má silnú absorpciu neutrónov, dobrú tepelnú stabilitu a bod topenia 2450 ° C, takže sa tiež široko používa v jadrovom priemysle. Schopnosť absorpcie neutrónov neutrónu sa môže ďalej zlepšiť pridaním prvkov B; Materiály karbidu bóru so špecifickou morfológiou a štruktúrou majú tiež špeciálne fotoelektrické vlastnosti; Okrem toho má Boron Carbide vysoký bod topenia, vysoký elastický modul, koeficient s nízkym rozširovaním a dobré výhody z neho robia potenciálny aplikačný materiál v mnohých oblastiach, ako je metalurgia, chemický priemysel, strojové zariadenie, letecký a vojenský priemysel. Napríklad časti odolné voči korózii a opotrebenie, ktoré sú odolné voči opotrebovaniu, výroby nepriestrelných brnení, riadiacich tyčí reaktora a termoelektrických prvkov atď.
Pokiaľ ide o chemické vlastnosti, karbid bóru nereaguje s kyselinami, alkalismi a väčšinou anorganických zlúčenín pri izbovej teplote a ťažko reaguje s kyslíkom a halogénovými plynmi pri teplote miestnosti a jeho chemické vlastnosti sú stabilné. Okrem toho je prášok z karbidu bóru aktivovaný halogénom ako oceľovým boringovým činidlom a bór je infiltrovaný na povrchu ocele, aby sa vytvoril film s boridom železa, čím sa zvyšuje pevnosť a odolnosť proti opotrebeniu materiálu, a jeho chemické vlastnosti sú vynikajúce.
Všetci vieme, že povaha materiálu určuje použitie, takže v ktorých aplikáciách má prášok z karbidu Bóry vynikajúci výkon?Inžinieri centra výskumu a vývojaMestské banky.Co., Ltd. vytvorila nasledujúce zhrnutie.
Uplatňovaniekarbid bóru
1. Karbid bóru sa používa ako leštenie brúsi
Aplikácia karbidu bóru ako brúsiva sa používa hlavne na brúsenie a leštenie zafíru. Medzi superhardovými materiálmi je tvrdosť karbidu bóru lepšia ako tvrdosť oxidu hliníka a karbidu kremíka, druhá iba na diamant a kubický nitrid bóru. Sapphire je najčastejším substrátovým materiálom pre diódy emitujúce polovodičové Gan/al 2 O3 (LED), rozsiahle integrované obvody SOI a SOS a superkontrastné nanoštruktúrne filmy. Hladkosť povrchu je veľmi vysoká a musí byť ultra hladká žiadna miera poškodenia. Vzhľadom na vysokú pevnosť a vysokú tvrdosť Crystal Crystal (MOHS Tvrdosť 9) priniesla spracovanie podnikov veľké ťažkosti.
Z hľadiska materiálov a brúsenia sú najlepšími materiálmi na spracovanie a brúsenie zafírových kryštálov syntetický diamant, karbid bóru, karbid kremíka a oxid kremíka. Tvrdosť umelého diamantu je príliš vysoká (tvrdosť MOHS 10) pri brúsení zafírovej oblátky, poškriaba povrch, ovplyvní svetlo prenosu doštičky a cena je drahá; Po rezaní karbidu kremíka je drsnosť RA zvyčajne vysoká a rovinnosť je zlá; Tvrdosť oxidu kremičitého však nestačí (tvrdosť MOHS 7) a brúska sila je zlá, čo je v procese mletia časovo náročná a náročná na prácu. Preto sa Boron Carbid Abrasive (MOHS tvrdosť 9.3) stal najviac ideálnym materiálom na spracovanie a brúsenie zafírových kryštálov a má vynikajúci výkon pri obojstrannom brúsení doštičiek zafírov a riedenia a leštiaceho leštiaceho LED epitaxiálnych Waferov na báze zafíru.
Za zmienku stojí, že keď je karbid bóru nad 600 ° C, povrch bude oxidovaný do filmu B2O3, ktorý ho do istej miery zmäkne, takže nie je vhodný na suché brúsenie pri príliš vysokej teplote v abrazívnych aplikáciách, ktoré je vhodné iba na leštenie kvapaliny. Táto vlastnosť však bráni ďalším oxidáciou B4C, vďaka čomu má jedinečné výhody pri aplikácii refraktérnych materiálov.
2. Aplikácia v refraktérnych materiáloch
Karbid bóru má charakteristiky antioxidácie a vysokej teplotnej rezistencie. Všeobecne sa používa ako pokročilý tvarovaný a neospravedlnený refraktérny materiál a široko sa používa v rôznych oblastiach metalurgie, ako sú oceľové kachle a pe pece.
Vďaka potrebám úspory energie a zníženiu spotreby v priemysle železa a ocele a tavením nízkej uhlíkovej ocele a ultra nízkej uhlíkovej ocele pritiahlo výskum a vývoj nízkohlíkových horčíka-uhlíkových tehál (všeobecne <8% obsah uhlíka) s vynikajúcou výkonnosťou z domácich a zahraničných priemyselných odvetví. V súčasnosti sa výkon nízkych uhlíkových horčíkových a uhlíkových tehál všeobecne zlepšuje zlepšením viazanej uhlíkovej štruktúry, optimalizáciou matricovej štruktúry tehál magnézií-uhlíka a pridaním vysoko účinných antioxidantov. Spomedzi nich sa používa grafity uhlík zložený z karbidu bóru priemyselného stupňa a čiastočne grafitizovaného uhlíka. Čierny kompozitný prášok, ktorý sa používa ako zdroj uhlíka a antioxidant pre tehly s nízkym obsahom uhlíka, dosiahol dobré výsledky.
Pretože karbid bóru bude do istej miery zjemniť pri vysokej teplote, môže byť pripevnený k povrchu iných materiálových častíc. Aj keď je produkt ponorený, oxidový film B203 na povrchu môže tvoriť určitú ochranu a hrať antioxidačnú úlohu. Súčasne, pretože stĺpcové kryštály generované reakciou sú distribuované v matrici a medzery refraktérneho materiálu, pórovitosť sa zníži, zlepšuje sa stredná teplota a objem generovaných kryštálov sa rozširuje, čo dokáže vyliečiť zmršťovanie objemu a znižovať trhliny.
3. Bulletpreater Materials používaný na zvýšenie národnej obrany
Vďaka svojej vysokej tvrdosti, vysokej pevnosti, malej špecifickej hmotnosti a vysokej úrovni balistického odporu je karbid bóru najmä v súlade s trendom ľahkých nepriestrelných materiálov. Je to najlepší guľkový materiál na ochranu lietadiel, vozidiel, brnení a ľudských tiel; momentálneNiektoré krajinyNavrhli nízkonákladový výskum v oblasti bóru karbidu bóru, ktorého cieľom je podporovať rozsiahle používanie anti-balistického brnenia bóru bóru karbidu v obrannom priemysle.
4. Aplikácia v jadrovom priemysle
Karbid bóru má prierez vysokej absorpcie neutrónov a široké spektrum energie neutrónov a je medzinárodne uznávaný ako najlepší absorbér neutrónov pre jadrový priemysel. Medzi nimi je tepelná časť izotopu bóru-10 vysoký ako 347 × 10-24 cm2, druhý iba na niekoľko prvkov, ako je gadolinium, Samarium a kadmium, a je účinným absorbérom tepelného neutrónov. Okrem toho je karbid bóru bohatý na zdroje, odolnú proti korózii, dobrá tepelná stabilita, nevyrába rádioaktívne izotopy a má nízku energiu sekundárneho lúča, takže karbid bóru sa široko používa ako kontrolné materiály a tieniace materiály v jadrových reaktoroch.
Napríklad v jadrovom priemysle využíva vysokoteplotný plynový systém chladiaci bór absorbujúci bóru, ktorý absorbuje loptu ako druhý systém vypnutia. V prípade nehody, keď prvý systém vypnutia zlyhá, druhý systém vypnutia používa veľké množstvo peliet bórových karbidov, ktorý voľný spadne do kanála reflexnej vrstvy jadra reaktora atď., Na vypnutie reaktora a realizovanie studeného odstavenia, kde absorbujúca guľa je grafická guľa obsahujúca bóru. Hlavnou funkciou jadra karbidu bóru v reaktore chladenom plynu s vysokou teplotou je regulácia výkonu a bezpečnosti reaktora. Uhlíková tehla je impregnovaná materiálom absorbujúcim neutrónový karbid bóru, ktorý môže znížiť neutrónové ožarovanie tlakovej nádoby reaktora.
V súčasnosti boridové materiály pre jadrové reaktory zahŕňajú hlavne nasledujúce materiály: karbid bóru (kontrolné tyče, tieniace prúty), kyselina boritá (moderátor, chladivo), oceľ bóry (kontrolné tyče a skladovacie materiály pre jadrové palivo a jadrový odpad), Bórovo europium (horiaci materiál na jadro) atď.