బోరాన్ కార్బైడ్ అనేది లోహ మెరుపుతో కూడిన నల్లని క్రిస్టల్, దీనిని బ్లాక్ డైమండ్ అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది అకర్బన నాన్-మెటాలిక్ పదార్థాలకు చెందినది. ప్రస్తుతం, ప్రతి ఒక్కరూ బోరాన్ కార్బైడ్ పదార్థంతో సుపరిచితులు, ఇది బుల్లెట్ ప్రూఫ్ కవచాన్ని ఉపయోగించడం వల్ల కావచ్చు, ఎందుకంటే ఇది సిరామిక్ పదార్థాలలో అత్యల్ప సాంద్రత కలిగి ఉంటుంది, అధిక సాగే మాడ్యులస్ మరియు అధిక కాఠిన్యం యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది మరియు మంచి ఉపయోగం సాధించగలదు. ప్రక్షేపకాలను గ్రహించడానికి సూక్ష్మ పగులు. శక్తి యొక్క ప్రభావం, లోడ్‌ను వీలైనంత తక్కువగా ఉంచుతుంది. కానీ వాస్తవానికి, బోరాన్ కార్బైడ్ అనేక ఇతర ప్రత్యేక లక్షణాలను కలిగి ఉంది, ఇది అబ్రాసివ్స్, రిఫ్రాక్టరీ మెటీరియల్స్, న్యూక్లియర్ ఇండస్ట్రీ, ఏరోస్పేస్ మరియు ఇతర రంగాలలో ముఖ్యమైన పాత్రను పోషిస్తుంది.
యొక్క లక్షణాలుబోరాన్ కార్బైడ్
భౌతిక లక్షణాల పరంగా, బోరాన్ కార్బైడ్ యొక్క కాఠిన్యం డైమండ్ మరియు క్యూబిక్ బోరాన్ నైట్రైడ్ తర్వాత మాత్రమే ఉంటుంది మరియు ఇది ఇప్పటికీ అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అధిక బలాన్ని కలిగి ఉంటుంది, దీనిని ఆదర్శవంతమైన అధిక-ఉష్ణోగ్రత దుస్తులు-నిరోధక పదార్థంగా ఉపయోగించవచ్చు; బోరాన్ కార్బైడ్ సాంద్రత చాలా చిన్నది (సైద్ధాంతిక సాంద్రత కేవలం 2.52 గ్రా/ సెం.మీ3), సాధారణ సిరామిక్ పదార్థాల కంటే తేలికైనది మరియు ఏరోస్పేస్ ఫీల్డ్‌లో ఉపయోగించవచ్చు; బోరాన్ కార్బైడ్ బలమైన న్యూట్రాన్ శోషణ సామర్థ్యం, మంచి ఉష్ణ స్థిరత్వం మరియు 2450 ° C ద్రవీభవన స్థానం కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి ఇది అణు పరిశ్రమలో కూడా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. B మూలకాలను జోడించడం ద్వారా న్యూట్రాన్ యొక్క న్యూట్రాన్ శోషణ సామర్థ్యాన్ని మరింత మెరుగుపరచవచ్చు; నిర్దిష్ట పదనిర్మాణం మరియు నిర్మాణంతో కూడిన బోరాన్ కార్బైడ్ పదార్థాలు కూడా ప్రత్యేక కాంతివిద్యుత్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి; అదనంగా, బోరాన్ కార్బైడ్ అధిక ద్రవీభవన స్థానం, అధిక సాగే మాడ్యులస్, తక్కువ విస్తరణ గుణకం మరియు మంచిది ఈ ప్రయోజనాలు లోహశాస్త్రం, రసాయన పరిశ్రమ, యంత్రాలు, ఏరోస్పేస్ మరియు సైనిక పరిశ్రమ వంటి అనేక రంగాలలో దీనిని సంభావ్య అప్లికేషన్ మెటీరియల్‌గా చేస్తాయి. ఉదాహరణకు, తుప్పు-నిరోధకత మరియు దుస్తులు-నిరోధక భాగాలు, బుల్లెట్ ప్రూఫ్ కవచం, రియాక్టర్ నియంత్రణ రాడ్లు మరియు థర్మోఎలెక్ట్రిక్ అంశాలు మొదలైనవి.
రసాయన లక్షణాల పరంగా, బోరాన్ కార్బైడ్ గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఆమ్లాలు, ఆల్కాలిస్ మరియు చాలా అకర్బన సమ్మేళనాలతో చర్య తీసుకోదు మరియు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఆక్సిజన్ మరియు హాలోజన్ వాయువులతో అరుదుగా ప్రతిస్పందిస్తుంది మరియు దాని రసాయన లక్షణాలు స్థిరంగా ఉంటాయి. అదనంగా, బోరాన్ కార్బైడ్ పౌడర్ ఉక్కు బోర్డింగ్ ఏజెంట్‌గా హాలోజన్ ద్వారా సక్రియం చేయబడుతుంది మరియు బోరాన్ ఉక్కు ఉపరితలంపై చొరబడి ఐరన్ బోరైడ్ ఫిల్మ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, తద్వారా పదార్థం యొక్క బలం మరియు దుస్తులు నిరోధకతను పెంచుతుంది మరియు దాని రసాయన లక్షణాలు అద్భుతమైనవి.
పదార్థం యొక్క స్వభావం వినియోగాన్ని నిర్ణయిస్తుందని మనందరికీ తెలుసు, కాబట్టి బోరాన్ కార్బైడ్ పౌడర్ ఏ అనువర్తనాల్లో అత్యుత్తమ పనితీరును కలిగి ఉంటుంది?యొక్క R&D సెంటర్ ఇంజనీర్లుఅర్బన్ మైన్స్ టెక్.Co., Ltd. కింది సారాంశాన్ని చేసింది.
యొక్క అప్లికేషన్బోరాన్ కార్బైడ్
1. బోరాన్ కార్బైడ్ సానపెట్టే రాపిడిగా ఉపయోగించబడుతుంది
బోరాన్ కార్బైడ్‌ను రాపిడిగా ఉపయోగించడం ప్రధానంగా నీలమణిని గ్రౌండింగ్ చేయడానికి మరియు పాలిష్ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. సూపర్ హార్డ్ పదార్థాలలో, బోరాన్ కార్బైడ్ యొక్క కాఠిన్యం అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ మరియు సిలికాన్ కార్బైడ్ కంటే మెరుగ్గా ఉంటుంది, డైమండ్ మరియు క్యూబిక్ బోరాన్ నైట్రైడ్ తర్వాత రెండవది. సెమీకండక్టర్ GaN/Al 2 O3 లైట్-ఎమిటింగ్ డయోడ్‌లు (LEDలు), పెద్ద-స్థాయి ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు SOI మరియు SOS మరియు సూపర్ కండక్టింగ్ నానోస్ట్రక్చర్ ఫిల్మ్‌లకు నీలమణి అత్యంత ఆదర్శవంతమైన సబ్‌స్ట్రేట్ మెటీరియల్. ఉపరితలం యొక్క సున్నితత్వం చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఎటువంటి నష్టం జరగకుండా అల్ట్రా-స్మూత్‌గా ఉండాలి. నీలమణి క్రిస్టల్ (మొహ్స్ కాఠిన్యం 9) యొక్క అధిక బలం మరియు అధిక కాఠిన్యం కారణంగా, ప్రాసెసింగ్ ఎంటర్‌ప్రైజెస్‌కు ఇది చాలా ఇబ్బందులను తెచ్చిపెట్టింది.
పదార్థాలు మరియు గ్రౌండింగ్ కోణం నుండి, నీలమణి స్ఫటికాలను ప్రాసెస్ చేయడానికి మరియు గ్రైండింగ్ చేయడానికి ఉత్తమమైన పదార్థాలు సింథటిక్ డైమండ్, బోరాన్ కార్బైడ్, సిలికాన్ కార్బైడ్ మరియు సిలికాన్ డయాక్సైడ్. కృత్రిమ వజ్రం యొక్క కాఠిన్యం చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది (మొహ్స్ కాఠిన్యం 10) నీలమణి పొరను గ్రౌండింగ్ చేసినప్పుడు, అది ఉపరితలంపై గీతలు పడుతుంది, పొర యొక్క కాంతి ప్రసారాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు ధర ఖరీదైనది; సిలికాన్ కార్బైడ్‌ను కత్తిరించిన తర్వాత, కరుకుదనం RA సాధారణంగా ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఫ్లాట్‌నెస్ తక్కువగా ఉంటుంది; అయినప్పటికీ, సిలికా యొక్క కాఠిన్యం సరిపోదు (మొహ్స్ కాఠిన్యం 7), మరియు గ్రౌండింగ్ శక్తి తక్కువగా ఉంటుంది, ఇది గ్రౌండింగ్ ప్రక్రియలో సమయం తీసుకుంటుంది మరియు శ్రమతో కూడుకున్నది. అందువల్ల, బోరాన్ కార్బైడ్ అబ్రాసివ్ (మోహ్స్ కాఠిన్యం 9.3) నీలమణి స్ఫటికాలను ప్రాసెస్ చేయడానికి మరియు గ్రౌండింగ్ చేయడానికి అత్యంత ఆదర్శవంతమైన పదార్థంగా మారింది మరియు నీలమణి పొరలను ద్విపార్శ్వ గ్రౌండింగ్ చేయడంలో మరియు నీలమణి ఆధారిత LED ఎపిటాక్సియల్ పొరల వెనుక సన్నబడటం మరియు పాలిష్ చేయడంలో అద్భుతమైన పనితీరును కలిగి ఉంది.
బోరాన్ కార్బైడ్ 600 ° C కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఉపరితలం B2O3 ఫిల్మ్‌గా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది, ఇది కొంత వరకు మృదువుగా ఉంటుంది, కాబట్టి ఇది రాపిడి అనువర్తనాలలో చాలా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద పొడిగా గ్రౌండింగ్ చేయడానికి తగినది కాదు, మాత్రమే సరిపోతుంది. పాలిషింగ్ ద్రవ గ్రైండ్ కోసం. అయినప్పటికీ, ఈ లక్షణం B4C మరింత ఆక్సీకరణం చెందకుండా నిరోధిస్తుంది, ఇది వక్రీభవన పదార్థాల అప్లికేషన్‌లో ప్రత్యేక ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటుంది.
2. వక్రీభవన పదార్థాలలో అప్లికేషన్
బోరాన్ కార్బైడ్ యాంటీ ఆక్సిడేషన్ మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. ఇది సాధారణంగా అధునాతన ఆకారంలో మరియు ఆకారం లేని వక్రీభవన పదార్థాలుగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ఉక్కు స్టవ్‌లు మరియు బట్టీ ఫర్నిచర్ వంటి వివిధ మెటలర్జీ రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
ఇనుము మరియు ఉక్కు పరిశ్రమలో శక్తి పొదుపు మరియు వినియోగం తగ్గింపు మరియు తక్కువ-కార్బన్ స్టీల్ మరియు అల్ట్రా-తక్కువ కార్బన్ స్టీల్‌ను కరిగించడం, తక్కువ-కార్బన్ మెగ్నీషియా-కార్బన్ ఇటుకల పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి (సాధారణంగా <8% కార్బన్ కంటెంట్) అద్భుతమైన పనితీరుతో దేశీయ మరియు విదేశీ పరిశ్రమల నుండి మరింత దృష్టిని ఆకర్షించింది. ప్రస్తుతం, తక్కువ-కార్బన్ మెగ్నీషియా-కార్బన్ ఇటుకల పనితీరు సాధారణంగా బంధిత కార్బన్ నిర్మాణాన్ని మెరుగుపరచడం, మెగ్నీషియా-కార్బన్ ఇటుకల మాతృక నిర్మాణాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయడం మరియు అధిక-సామర్థ్య యాంటీఆక్సిడెంట్‌లను జోడించడం ద్వారా మెరుగుపరచబడింది. వాటిలో, ఇండస్ట్రియల్-గ్రేడ్ బోరాన్ కార్బైడ్ మరియు పాక్షికంగా గ్రాఫైజ్డ్ కార్బన్ బ్లాక్‌తో కూడిన గ్రాఫైజ్డ్ కార్బన్ ఉపయోగించబడుతుంది. తక్కువ-కార్బన్ మెగ్నీషియా-కార్బన్ ఇటుకలకు కార్బన్ మూలం మరియు యాంటీఆక్సిడెంట్‌గా ఉపయోగించే బ్లాక్ కాంపోజిట్ పౌడర్ మంచి ఫలితాలను సాధించింది.
బోరాన్ కార్బైడ్ అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద కొంత వరకు మృదువుగా ఉంటుంది కాబట్టి, ఇది ఇతర పదార్థ కణాల ఉపరితలంతో జతచేయబడుతుంది. ఉత్పత్తి సాంద్రతతో ఉన్నప్పటికీ, ఉపరితలంపై ఉన్న B2O3 ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్ ఒక నిర్దిష్ట రక్షణను ఏర్పరుస్తుంది మరియు యాంటీ-ఆక్సిడేషన్ పాత్రను పోషిస్తుంది. అదే సమయంలో, ప్రతిచర్య ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన స్తంభాల స్ఫటికాలు వక్రీభవన పదార్థం యొక్క మాతృక మరియు ఖాళీలలో పంపిణీ చేయబడినందున, సారంధ్రత తగ్గుతుంది, మధ్యస్థ ఉష్ణోగ్రత బలం మెరుగుపడుతుంది మరియు ఉత్పత్తి చేయబడిన స్ఫటికాల పరిమాణం విస్తరిస్తుంది, ఇది వాల్యూమ్‌ను నయం చేయగలదు. సంకోచం మరియు పగుళ్లను తగ్గించండి.
3. దేశ రక్షణను పెంపొందించడానికి ఉపయోగించే బుల్లెట్ ప్రూఫ్ పదార్థాలు
అధిక కాఠిన్యం, అధిక బలం, చిన్న నిర్దిష్ట గురుత్వాకర్షణ మరియు బాలిస్టిక్ నిరోధకత యొక్క అధిక స్థాయి కారణంగా, బోరాన్ కార్బైడ్ ముఖ్యంగా తేలికపాటి బుల్లెట్ ప్రూఫ్ పదార్థాల ధోరణికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. ఇది విమానం, వాహనాలు, కవచం మరియు మానవ శరీరాల రక్షణకు అత్యుత్తమ బుల్లెట్ ప్రూఫ్ పదార్థం; ప్రస్తుతం,కొన్ని దేశాలురక్షణ పరిశ్రమలో బోరాన్ కార్బైడ్ యాంటీ బాలిస్టిక్ కవచాన్ని పెద్ద ఎత్తున ఉపయోగించడాన్ని ప్రోత్సహించే లక్ష్యంతో తక్కువ-ధర బోరాన్ కార్బైడ్ యాంటీ బాలిస్టిక్ ఆర్మర్ పరిశోధనను ప్రతిపాదించారు.
4. అణు పరిశ్రమలో అప్లికేషన్
బోరాన్ కార్బైడ్ అధిక న్యూట్రాన్ శోషణ క్రాస్-సెక్షన్ మరియు విస్తృత న్యూట్రాన్ ఎనర్జీ స్పెక్ట్రమ్‌ను కలిగి ఉంది మరియు అంతర్జాతీయంగా అణు పరిశ్రమకు అత్యుత్తమ న్యూట్రాన్ అబ్జార్బర్‌గా గుర్తింపు పొందింది. వాటిలో, బోరాన్-10 ఐసోటోప్ యొక్క థర్మల్ విభాగం 347×10-24 cm2 వరకు ఉంటుంది, గాడోలినియం, సమారియం మరియు కాడ్మియం వంటి కొన్ని మూలకాల తర్వాత రెండవది మరియు సమర్థవంతమైన థర్మల్ న్యూట్రాన్ శోషకం. అదనంగా, బోరాన్ కార్బైడ్ వనరులతో సమృద్ధిగా ఉంటుంది, తుప్పు-నిరోధకత, మంచి ఉష్ణ స్థిరత్వం, రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్‌లను ఉత్పత్తి చేయదు మరియు తక్కువ ద్వితీయ కిరణ శక్తిని కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి బోరాన్ కార్బైడ్ అణు రియాక్టర్‌లలో నియంత్రణ పదార్థాలు మరియు రక్షిత పదార్థాలుగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
ఉదాహరణకు, అణు పరిశ్రమలో, అధిక-ఉష్ణోగ్రత గ్యాస్-కూల్డ్ రియాక్టర్ బోరాన్ శోషక బాల్ షట్‌డౌన్ సిస్టమ్‌ను రెండవ షట్‌డౌన్ సిస్టమ్‌గా ఉపయోగిస్తుంది. ప్రమాదం జరిగినప్పుడు, మొదటి షట్‌డౌన్ సిస్టమ్ విఫలమైనప్పుడు, రెండవ షట్‌డౌన్ సిస్టమ్ రియాక్టర్‌ను మూసివేసి చలిని గ్రహించడానికి పెద్ద సంఖ్యలో బోరాన్ కార్బైడ్ గుళికలను రియాక్టర్ కోర్ యొక్క రిఫ్లెక్టివ్ లేయర్ యొక్క ఛానెల్‌లోకి ఫ్రీ ఫాల్ చేస్తుంది. షట్‌డౌన్, దీనిలో శోషించే బంతి బోరాన్ కార్బైడ్‌ను కలిగి ఉన్న గ్రాఫైట్ బాల్. అధిక ఉష్ణోగ్రత గ్యాస్-కూల్డ్ రియాక్టర్‌లోని బోరాన్ కార్బైడ్ కోర్ యొక్క ప్రధాన విధి రియాక్టర్ యొక్క శక్తి మరియు భద్రతను నియంత్రించడం. కార్బన్ ఇటుక బోరాన్ కార్బైడ్ న్యూట్రాన్ శోషక పదార్థంతో కలిపి ఉంటుంది, ఇది రియాక్టర్ పీడన పాత్ర యొక్క న్యూట్రాన్ వికిరణాన్ని తగ్గిస్తుంది.
ప్రస్తుతం, అణు రియాక్టర్ల కోసం బోరైడ్ పదార్థాలు ప్రధానంగా క్రింది పదార్థాలను కలిగి ఉన్నాయి: బోరాన్ కార్బైడ్ (కంట్రోల్ రాడ్లు, షీల్డింగ్ రాడ్లు), బోరిక్ యాసిడ్ (మోడరేటర్, కూలెంట్), బోరాన్ స్టీల్ (అణు ఇంధనం మరియు అణు వ్యర్థాల కోసం నియంత్రణ రాడ్లు మరియు నిల్వ పదార్థాలు), బోరాన్ యూరోపియం (కోర్ బర్న్ చేయగల విష పదార్థం) మొదలైనవి.