Bor Carbide är en svart kristall med metallisk glans, även känd som Black Diamond, som tillhör oorganiska icke-metalliska material. För närvarande är alla bekanta med materialet från Boron Carbide, som kan bero på applicering av skuldsäker rustning, eftersom det har den lägsta densiteten bland keramiska material, har fördelarna med hög elastisk modul och hög hårdhet och kan uppnå god användning av mikrofraktur för att absorbera projektiler. Effekten av energi, samtidigt som lasten är så låg som möjligt. Men faktiskt har Boron Carbide många andra unika egenskaper, vilket kan göra att det spelar till en viktig roll i slipmedel, eldfasta material, kärnkraftsindustri, flyg- och andra områden.
Egenskaper avborbid
När det gäller fysiska egenskaper är hårdheten hos borkarbid först efter diamant- och kubisk bornitrid, och den kan fortfarande upprätthålla hög styrka vid höga temperaturer, som kan användas som ett idealiskt högtemperatur slitbeständigt material; Densiteten för borkarbid är mycket liten (teoretisk densitet är endast 2,52 g/ cm3), lättare än vanliga keramiska material och kan användas i flyg- och rymdfältet; Borkarbid har en stark neutronabsorptionsförmåga, god termisk stabilitet och en smältpunkt på 2450 ° C, så den används också allmänt i kärnkraftsindustrin. Neutronabsorptionsförmågan hos neutronen kan förbättras ytterligare genom att tillsätta B -element; Borkarbidmaterial med specifik morfologi och struktur har också speciella fotoelektriska egenskaper; Dessutom har Boron Carbide en hög smältpunkt, hög elastisk modul, låg expansionskoefficient och goda dessa fördelar gör det till ett potentiellt applikationsmaterial inom många områden som metallurgi, kemisk industri, maskiner, flyg- och militärindustri. Till exempel korrosionsbeständiga och slitstödda delar, vilket gör skottsäker rustning, reaktorstyrstänger och termoelektriska element etc.
När det gäller kemiska egenskaper reagerar borbor inte med syror, alkalier och de flesta oorganiska föreningar vid rumstemperatur och reagerar knappast med syre- och halogengaser vid rumstemperatur och dess kemiska egenskaper är stabila. Dessutom aktiveras borbidpulver av halogen som ett stålborideringsmedel, och bor infiltreras på ytan av stål för att bilda en järnboridfilm och därmed förbättra materialets styrka och slitstyrka, och dess kemiska egenskaper är utmärkta.
Vi vet alla att materialets natur bestämmer användningen, så i vilka applikationer har borbidpulver enastående prestanda?Ingenjörerna i FoU -centret förUrbanmines Tech.Co., Ltd. gjorde följande sammanfattning.
Tillämpning avborbid
1. Borkarbid används som polering av slipmedel
Tillämpningen av borkarbid som slipmedel används huvudsakligen för slipning och polering av safir. Bland överhåriga material är hårdheten hos borkarbid bättre än den för aluminiumoxid och kiselkarbid, näst efter diamant- och kubikbornitrid. Sapphire är det mest idealiska underlagsmaterialet för halvledare GaN/Al 2 O3 Lättemitterande dioder (LED), storskaliga integrerade kretsar SOI och SOS och superledande nanostrukturfilmer. Ytans jämnhet är mycket hög och måste vara ultramät ingen grad av skador. På grund av den höga styrkan och den höga hårdheten hos safirkristallen (Mohs hårdhet 9) har det gett stora svårigheter att bearbeta företag.
Från materialets och slipningsperspektiv är de bästa materialen för bearbetning och slipning av safirkristaller syntetiska diamant, borkarbid, kiselkarbid och kiseldioxid. Hårdheten hos den konstgjorda diamanten är för hög (Mohs -hårdhet 10) när man slipar safirbockan, den kommer att skrapa ytan, påverka skivans ljusa transmission och priset är dyrt; Efter skärning av kiselkarbid är grovheten RA vanligtvis hög och planheten är dålig; Emellertid räcker inte hårdheten i kiseldioxid (Mohs hårdhet 7), och slipkraften är dålig, vilket är tidskrävande och arbetskrävande i slipningsprocessen. Därför har Boron Carbide Abrasive (Mohs Hardness 9.3) blivit det mest idealiska materialet för bearbetning och slipning av safirkristaller och har utmärkta prestanda i dubbelsidig slipning av safirskivor och rygg tunnare och polering av safirbaserade LED-epitaxiala skivor.
Det är värt att nämna att när Boron Carbide är över 600 ° C, kommer ytan att oxideras till B2O3 -film, vilket kommer att mjukgöra den i viss utsträckning, så den är inte lämplig för torr slipning vid för hög temperatur i slipande applikationer, endast lämplig för polering av vätskan. Emellertid förhindrar denna egenskap B4C från att oxideras ytterligare, vilket gör att den har unika fördelar i tillämpningen av eldfasta material.
2. Tillämpning i eldfasta material
Borkarbid har egenskaperna för antioxidation och hög temperaturresistens. Det används vanligtvis som avancerade formade och oformade eldfasta material och används allmänt i olika metallurgi, såsom stålspisar och ugnsmöbler.
Med behoven av energibesparande och konsumtionsminskning inom järn- och stålindustrin och smältningen av lågkolstål och ultralåg kolstål har forskningen och utvecklingen av magnesia-kol-tegelstenar med låg kolhalt (i allmänhet <8% kolinnehåll) lockat mer och mer uppmärksamhet från inhemska och utländska industrier. För närvarande förbättras prestandan för magnesia-kol-tegelstenar med låg kolhalt i allmänhet genom att förbättra den bundna kolstrukturen, optimera matrisstrukturen hos magnesi-kolsten och lägga till högeffektiv antioxidanter. Bland dem används grafitiserat kol som består av borborborbor och delvis grafitiserad kolsvart. Svart kompositpulver, som används som kolkälla och antioxidant för magnesia-tegelstenar med låg kolhalt, har uppnått goda resultat.
Eftersom borkarbiden mjuknar i viss utsträckning vid hög temperatur kan den fästas vid ytan på andra materialpartiklar. Även om produkten är tät kan B2O3-oxidfilmen på ytan bilda ett visst skydd och spela en antioxidationsroll. Samtidigt, eftersom kolumnkristallerna som genereras genom reaktionen fördelas i matrisen och luckorna på det eldfasta materialet, reduceras porositeten, medeltemperaturstyrkan förbättras och volymen för de genererade kristallerna expanderar, vilket kan läka volymkrympningen och minska sprickorna.
3. Bulletproof material som används för att förbättra det nationella försvaret
På grund av dess höga hårdhet, hög styrka, liten specifik tyngdkraft och hög nivå av ballistisk motstånd, är borborbiden särskilt i linje med trenden med lätta kortsäkra material. Det är det bästa skudtäta materialet för skydd av flygplan, fordon, rustning och mänskliga kroppar; för närvarande,Vissa länderhar föreslagit lågkostnadsbor-karbid anti-ballistisk rustningsforskning, som syftar till att främja den storskaliga användningen av Boron Carbide Anti-Ballistic Armor i försvarsindustrin.
4. Tillämpning i kärnkraftsindustrin
Bor Carbide har ett högt neutronabsorption tvärsnitt och ett brett neutronenergi-spektrum och är internationellt erkänt som den bästa neutronabsorberaren för kärnkraftsindustrin. Bland dem är den termiska sektionen av bor-10-isotopen så hög som 347 × 10-24 cm2, näst efter ett fåtal element såsom gadolinium, samarium och kadmium, och är en effektiv termisk neutronabsorberare. Dessutom är Boron Carbide rik på resurser, korrosionsbeständig, god termisk stabilitet, producerar inte radioaktiva isotoper och har låg sekundär strålenergi, så borbiden används ofta som kontrollmaterial och skärmmaterial i kärnreaktorer.
Till exempel, i kärnkraftsindustrin använder den högtemperaturgaskylda reaktorn bor-absorberande bollavstängningssystem som det andra avstängningssystemet. I händelse av en olycka, när det första avstängningssystemet misslyckas, använder det andra avstängningssystemet ett stort antal borbidpellets fritt fall i kanalen i det reflekterande lagret i reaktorkärnan etc. för att stänga av reaktorn och förverkliga kallt avstängning, där den absorberande bollen är en grafitkul som innehåller borban. Boronkarbidkärnan i den högtemperaturkylda reaktorns huvudfunktion är att kontrollera reaktorns kraft och säkerhet. Kolstenen är impregnerad med bor -karbidneutronabsorberande material, vilket kan minska neutronbestrålningen av reaktortryckkärlet.
För närvarande inkluderar boridmaterial för kärnreaktorer huvudsakligen följande material: borkarbid (kontrollstänger, skärmstänger), borsyra (moderator, kylvätska), borstål (kontrollstänger och lagringsmaterial för kärnbränsle och kärnavfall), bore europium (kärnbränna giftmaterial), etc.