Boron karbide je črni kristal s kovinskim sijajem, znan tudi kot črni diamant, ki spada v anorganske nevidne materiale. Trenutno so vsi seznanjeni z materialom Borovega karbida, ki je lahko posledica uporabe neprebojnega oklepa, ker ima najnižjo gostoto med keramičnimi materiali, ima prednosti visokega elastičnega modula in visoke trdote ter lahko doseže dobro uporabo mikrolova za absorp izstrelke. Učinek energije, hkrati pa ohranja tovora čim nižji. V resnici pa ima Boron Carbide številne druge edinstvene lastnosti, zaradi katerih lahko igra pomembno vlogo pri abrazivih, ognjevzdržnih materialih, jedrski industriji, vesoljskem in drugih področjih.
Lastnostiboron karbide
Glede na fizikalne lastnosti je trdota borovega karbida šele po diamantnem in kubičnem borovem nitridu in še vedno lahko ohranja visoko trdnost pri visokih temperaturah, ki jih je mogoče uporabiti kot idealen visokotemperaturni material, odporen proti obrabi; Gostota borovega karbida je zelo majhna (teoretična gostota je le 2,52 g/ cm3), lažja od navadnih keramičnih materialov in se lahko uporablja v vesoljskem polju; Boron karbid ima močno sposobnost absorpcije nevtronov, dobro toplotno stabilnost in tališče 2450 ° C, zato se pogosto uporablja tudi v jedrski industriji. Sposobnost absorpcije nevtronov nevtrona je mogoče še izboljšati z dodajanjem B elementov; Materiali borovega karbida s specifično morfologijo in strukturo imajo tudi posebne fotoelektrične lastnosti; Poleg tega ima Boron Carbide visoko tališče, visok elastični modul, nizki koeficient širitve in dobre te prednosti omogočajo potencialno aplikacijsko gradivo na številnih področjih, kot so metalurgija, kemična industrija, stroji, vesoljska in vojaška industrija. Na primer, deli, odporne proti koroziji in odporne proti obrabi, izdelujejo neprebojni oklep, kontrolne palice reaktorja in termoelektrične elemente itd.
Glede na kemijske lastnosti borov karbid ne reagira s kislinami, alkaliji in večino anorganskih spojin pri sobni temperaturi in težko reagira s kisikovim in halogenskim plinom pri sobni temperaturi, njegove kemijske lastnosti pa so stabilne. Poleg tega se halogen kot jekleno borilno sredstvo aktivira v prahu iz borovega karbida, borost pa se infiltrira na površino jekla, da tvori železni film o boridu, s čimer se poveča trdnost in odpornost na obrabo materiala, njegove kemijske lastnosti pa so odlične.
Vsi vemo, da narava materiala določa uporabo, torej v katerih aplikacijah ima boronski karbidni prašek izjemne zmogljivosti?Inženirji raziskav in razvojaUrbanmines Tech.Co., Ltd. je naredil naslednji povzetek.
Uporababoron karbide
1. boronski karbid se uporablja kot poliranje abraziva
Uporaba borovega karbida kot abraziva se uporablja predvsem za mletje in poliranje safirja. Med nadstropnimi materiali je trdota borovega karbida boljša od trdosti aluminijevega oksida in silicijevega karbida, ki je druga le diamant in kubični bonski nitrid. Sapphire je najbolj idealen substratni material za polprevodniške GAN/Al 2 O3 svetlobne diode (LED), obsežne integrirane vezje SOI in SOS ter superprevodne nanostrukturne filme. Gladkost površine je zelo visoka in mora biti ultra gladka stopnja škode. Zaradi visoke moči in visoke trdote safirnega kristala (MOHS trdota 9) je prinesla velike težave pri obdelavi podjetij.
Z vidika materialov in brušenja so najboljši materiali za predelavo in brušenje safirnih kristalov sintetični diamant, borov karbid, silicijev karbid in silicijev dioksid. Trdota umetnega diamanta je previsoka (MOHS trdota 10) Ko mletje safirne rezine, bo opraskal površino, vplival na svetlobno prepustnost rezin in cena je draga; Po rezanju silicijevega karbida je hrapavost RA ponavadi visoka in plodnost je slaba; Vendar trdota kremena ni dovolj (MOHS trdota 7), sila brušenja pa je slaba, kar je dolgotrajno in delovno intenzivno v procesu brušenja. Zato je boronski karbid abraziven (MOHS trdota 9.3) postal najbolj idealen material za obdelavo in mletje safirnih kristalov in ima odlične zmogljivosti pri dvostranskem brušenju safirnih rezin ter tanjšanja hrbta in poliranja LED epitaksialnih prepirov na osnovi Sapphire.
Omeniti je treba, da bo površina, ko bo boronski karbid nad 600 ° C, oksidirano v film B2O3, ki ga bo do določene mere zmehčala, tako da ni primerna za suho mletje pri previsoki temperaturi pri abrazivnih aplikacijah, ki je primerna le za poliranje tekočega mletja. Vendar ta lastnost preprečuje, da bi B4C nadalje oksidiral, zaradi česar ima edinstvene prednosti pri uporabi ognjevzdržnih materialov.
2. Uporaba v ognjevzdržnih materialih
BORON karbid ima značilnosti antioksidacije in visoke temperaturne odpornosti. Na splošno se uporablja kot napredno oblikovani in neomajen ognjevzdržni materiali in se pogosto uporablja na različnih poljih metalurgije, kot so jeklene peči in pohištvo peči.
S potrebami po varčevanju z energijo in zmanjšanjem porabe železove in jeklarne ter taljenja nizkoogljikovega jekla in ultra nizkega ogljikovega jekla je raziskave in razvoj nizkoogljičnih magnezijskih ogljikovih opek (na splošno <8% vsebnost ogljika) z odlično zmogljivostjo pritegnilo več pozornosti domače in tuje industrije. Trenutno se zmogljivost opeke z nizko ogljikovim magneziji-ogljikom na splošno izboljša z izboljšanjem vezane ogljikove strukture, optimizacijo matrične strukture magnezijskih-ogljikovih opek in dodajanjem antioksidantov z visoko učinkovitostjo. Med njimi se uporablja grafitizirani ogljik, sestavljen iz industrijskega cenovno borovega karbida in delno grafitizirane ogljikove črne. Črni kompozitni prah, ki se uporablja kot vir ogljika in antioksidant za opeke z nizkoogljičnimi magneziji-ogljikovimi opekami, je dosegel dobre rezultate.
Ker se bo boronski karbid do neke mehčal pri visoki temperaturi, ga je mogoče pritrditi na površino drugih delcev materiala. Tudi če je izdelek zgoščen, lahko B2O3 oksidni film na površini tvori določeno zaščito in igra antioksidacijsko vlogo. Hkrati, ker se stolpčni kristali, ki nastanejo z reakcijo, porazdelijo v matrico in vrzeli ognjevzdržnega materiala, se poroznost zmanjša, se izboljša srednja temperaturna trdnost in volumen ustvarjenih kristalov se širi, kar lahko zaceli volumen in zmanjša razpoke.
3. Neprookstni materiali, ki se uporabljajo za izboljšanje nacionalne obrambe
Zaradi svoje visoke trdote, visoke trdnosti, majhne specifične gravitacije in visoke stopnje balistične odpornosti je boronski karbid še posebej v skladu s trendom lahkih neprebojnih materialov. Je najboljši neprebojni material za zaščito zrakoplovov, vozil, oklepa in človeških teles; trenutno,Nekatere državeso predlagali nizkocenovne anti-balistične raziskave oklepov bora karbida, katerih namen je spodbujati obsežno uporabo anti-balističnega oklepa Borovega karbida v obrambni industriji.
4. Uporaba v jedrski industriji
Boron karbid ima visok presek absorpcije nevtronov in širok nevtronski energetski spekter in je mednarodno priznan kot najboljši absorber nevtronov za jedrsko industrijo. Med njimi je toplotni odsek izotopa Borona-10 kar 347 × 10-24 cm2, ki je na drugem mestu le nekaj elementov, kot so gadolinij, samarij in kadmij, in je učinkovit absorber toplotne nevtrone. Poleg tega je boron karbide bogat z viri, korozijskim odpornim, dobrim toplotnim stabilnosti, ne proizvaja radioaktivnih izotopov in ima nizko sekundarno energijo žarkov, zato se borovni karbid pogosto uporablja kot kontrolni materiali in zaščitni materiali v jedrskih reaktorjih.
Na primer, v jedrski industriji visokotemperaturni plinsko hlajen reaktor uporablja sistem za izklop kroglice, ki absorbira BORO, kot drugi sistem zaustavitve. V primeru nesreče, ko prvi sistem zaustavitve ni uspel, drugi sistem zaustavitve uporablja veliko število peletov borovega karbida, da pade v kanal odsevne plasti reaktorja jedra itd. Glavna funkcija jedra borovega karbida v visokotemperaturnem plinskem hlajenem reaktorju je nadzor moči in varnosti reaktorja. Ogljikova opeka je impregnirana z materialom, ki absorbira nevtronski nevtron iz borovega karbida, kar lahko zmanjša nevtronsko obsevanje reaktorske tlačne posode.
Trenutno boridni materiali za jedrske reaktorje vključujejo v glavnem naslednje materiale: boronski karbid (kontrolne palice, zaščitne palice), borova kislina (moderator, hladilno sredstvo), borovo jeklo (krmilne palice in skladiščni materiali za jedrsko gorivo in jedrski odpadki), borovno europ (jedrna strupna materiala), itd.