Ang Boron Carbide ay isang itim na kristal na may metal na kinang, na kilala rin bilang Black Diamond, na kabilang sa mga hindi organikong materyales na hindi metal. Sa kasalukuyan, ang lahat ay pamilyar sa materyal ng boron carbide, na maaaring sanhi ng aplikasyon ng Bulletproof Armor, sapagkat mayroon itong pinakamababang density sa mga ceramic material, may pakinabang ng mataas na nababanat na modulus at mataas na tigas, at maaaring makamit ang mahusay na paggamit ng micro-fracture upang sumipsip ng mga projectiles. Ang epekto ng enerhiya, habang pinapanatili ang pag -load hangga't maaari. Ngunit sa katunayan, ang Boron Carbide ay may maraming iba pang mga natatanging pag -aari, na maaaring gawin itong isang mahalagang papel sa mga abrasives, refractory material, nuclear industriya, aerospace at iba pang mga larangan.
Mga katangian ngBoron Carbide
Sa mga tuntunin ng mga pisikal na katangian, ang katigasan ng boron carbide ay pagkatapos lamang ng brilyante at cubic boron nitride, at maaari pa rin itong mapanatili ang mataas na lakas sa mataas na temperatura, na maaaring magamit bilang isang mainam na materyal na may sapat na temperatura; Ang density ng boron carbide ay napakaliit (ang teoretikal na density ay 2.52 g/ cm3), mas magaan kaysa sa mga ordinaryong ceramic na materyales, at maaaring magamit sa larangan ng aerospace; Ang Boron Carbide ay may isang malakas na kakayahan sa pagsipsip ng neutron, mahusay na katatagan ng thermal, at isang natutunaw na punto ng 2450 ° C, kaya malawak din itong ginagamit sa industriya ng nuklear. Ang kakayahan ng pagsipsip ng neutron ng neutron ay maaaring higit na mapabuti sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga elemento ng B; Ang mga materyales sa karbida ng Boron na may tiyak na morpolohiya at istraktura ay mayroon ding mga espesyal na katangian ng photoelectric; Bilang karagdagan, ang Boron Carbide ay may mataas na punto ng pagtunaw, mataas na nababanat na modulus, mababang koepisyent ng pagpapalawak at mabuti ang mga pakinabang na ito ay ginagawang isang potensyal na materyal ng aplikasyon sa maraming larangan tulad ng metalurhiya, industriya ng kemikal, makinarya, aerospace at industriya ng militar. Halimbawa, ang mga bahagi na lumalaban sa kaagnasan at lumalaban sa mga bahagi, na ginagawang bala ng bala, reaktor control rod at mga elemento ng thermoelectric, atbp.
Sa mga tuntunin ng mga katangian ng kemikal, ang boron carbide ay hindi gumanti sa mga acid, alkalis at karamihan sa mga inorganic compound sa temperatura ng silid, at bahagya na gumanti sa mga oxygen at halogen gas sa temperatura ng silid, at ang mga katangian ng kemikal ay matatag. Bilang karagdagan, ang boron carbide powder ay isinaaktibo ng halogen bilang isang ahente ng boriding ng bakal, at ang boron ay na -infiltrate sa ibabaw ng bakal upang makabuo ng isang bakal na boride film, sa gayon pinapahusay ang lakas at pagsusuot ng paglaban ng materyal, at ang mga katangian ng kemikal nito ay mahusay.
Alam nating lahat na ang likas na katangian ng materyal ay tumutukoy sa paggamit, kaya kung saan ang mga aplikasyon ay may natitirang pagganap ang boron carbide powder?Ang mga inhinyero ng R&D center ngUrbanmines Tech.Ginawa ng Co, Ltd ang sumusunod na buod.
Aplikasyon ngBoron Carbide
1. Ang Boron Carbide ay ginagamit bilang buli na nakasasakit
Ang application ng boron carbide bilang isang nakasasakit na pangunahing ginagamit para sa paggiling at buli ng sapiro. Kabilang sa mga superhard na materyales, ang tigas ng boron carbide ay mas mahusay kaysa sa aluminyo oxide at silikon na karbida, pangalawa lamang sa brilyante at cubic boron nitride. Ang Sapphire ay ang pinaka mainam na materyal na substrate para sa semiconductor Gan/Al 2 O3 light-emitting diode (LEDs), malakihang integrated circuit soi at sos, at superconducting nanostructure films. Ang kinis ng ibabaw ay napakataas at dapat na ultra-makinis na antas ng pinsala. Dahil sa mataas na lakas at mataas na katigasan ng kristal ng sapiro (Mohs tigas 9), nagdala ito ng malaking paghihirap sa pagproseso ng mga negosyo.
Mula sa pananaw ng mga materyales at paggiling, ang pinakamahusay na mga materyales para sa pagproseso at paggiling ng mga kristal ng sapiro ay synthetic diamante, boron carbide, silikon na karbida, at silikon dioxide. Ang katigasan ng artipisyal na brilyante ay masyadong mataas (Mohs tigas 10) Kapag ang paggiling ng sapiro wafer, ito ay kumiskis sa ibabaw, makakaapekto sa light transmittance ng wafer, at ang presyo ay mahal; Matapos i -cut ang silikon na karbida, ang pagkamagaspang na RA ay karaniwang mataas at ang flatness ay mahirap; Gayunpaman, ang tigas ng silica ay hindi sapat (Mohs tigas 7), at ang lakas ng paggiling ay mahirap, na kung saan ay napapanahon at masigasig sa paggawa sa proseso ng paggiling. Samakatuwid, ang Boron Carbide Abrasive (Mohs Hardness 9.3) ay naging pinaka-mainam na materyal para sa pagproseso at paggiling ng mga kristal na sapiro, at may mahusay na pagganap sa dobleng panig na paggiling ng mga wafer ng sapphire at likod ng paggawa ng malabnaw at buli ng mga wafer na batay sa Sapphire LED.
Ito ay nagkakahalaga ng pagbanggit na kapag ang boron carbide ay nasa itaas ng 600 ° C, ang ibabaw ay mai -oxidized sa B2O3 film, na mapapalambot ito sa isang tiyak na lawak, kaya hindi angkop para sa dry grinding sa napakataas na temperatura sa mga nakasasakit na aplikasyon, na angkop lamang para sa buli na likidong giling. Gayunpaman, pinipigilan ng ari -arian na ito ang B4C mula sa pagiging oxidized pa, ginagawa itong natatanging pakinabang sa aplikasyon ng mga materyales na refractory.
2. Application sa mga materyales na refractory
Ang Boron Carbide ay may mga katangian ng anti-oksihenasyon at paglaban sa mataas na temperatura. Karaniwang ginagamit ito bilang mga advanced na hugis at unshaped refractory na materyales at malawakang ginagamit sa iba't ibang larangan ng metalurhiya, tulad ng mga bakal na stoves at kasangkapan sa kilong.
Sa mga pangangailangan ng pag-save ng enerhiya at pagbawas ng pagkonsumo sa industriya ng bakal at bakal at ang pag-smelting ng low-carbon steel at ultra-low carbon steel, ang pananaliksik at pag-unlad ng low-carbon magnesia-carbon bricks (sa pangkalahatan <8% na carbon content) na may mahusay na pagganap ay nakakaakit ng higit at higit na pansin mula sa mga domestic at dayuhang industriya. Sa kasalukuyan, ang pagganap ng mga low-carbon magnesia-carbon bricks ay karaniwang pinabuting sa pamamagitan ng pagpapabuti ng naka-bonding na istraktura ng carbon, na-optimize ang istruktura ng matrix ng mga magnesia-carbon bricks, at pagdaragdag ng mga high-efficiency antioxidants. Kabilang sa mga ito, ang graphitized carbon na binubuo ng pang-industriya na grade boron carbide at bahagyang graphitized carbon black ay ginagamit. Ang itim na composite powder, na ginamit bilang mapagkukunan ng carbon at antioxidant para sa mga low-carbon magnesia-carbon bricks, ay nakamit ang magagandang resulta.
Dahil ang boron carbide ay mapapalambot sa isang tiyak na lawak sa mataas na temperatura, maaari itong mai -attach sa ibabaw ng iba pang mga materyal na partikulo. Kahit na ang produkto ay nai-densified, ang B2O3 oxide film sa ibabaw ay maaaring makabuo ng isang tiyak na proteksyon at maglaro ng isang anti-oksihenasyon na papel. Kasabay nito, dahil ang mga crystals ng haligi na nabuo ng reaksyon ay ipinamamahagi sa matrix at gaps ng refractory material, nabawasan ang porosity, ang daluyan ng lakas ng temperatura ay napabuti, at ang dami ng nabuong mga kristal ay nagpapalawak, na maaaring pagalingin ang dami ng pag -urong at bawasan ang mga bitak.
3. Bulletproof na materyales na ginamit upang mapahusay ang pambansang pagtatanggol
Dahil sa mataas na tigas, mataas na lakas, maliit na tiyak na gravity, at mataas na antas ng paglaban ng ballistic, ang boron carbide ay lalo na naaayon sa takbo ng mga magaan na bulletproof na materyales. Ito ang pinakamahusay na materyal na hindi tinatablan ng bullet para sa proteksyon ng sasakyang panghimpapawid, sasakyan, nakasuot ng sandata, at mga katawan ng tao; Sa kasalukuyan,Ilang mga bansaay iminungkahi ang murang boron carbide anti-ballistic na pananaliksik ng sandata, na naglalayong itaguyod ang malaking sukat na paggamit ng boron carbide anti-ballistic na sandata sa industriya ng pagtatanggol.
4. Application sa Nuclear Industry
Ang Boron Carbide ay may mataas na neutron na pagsipsip ng cross-section at isang malawak na neutron na spectrum ng enerhiya, at kinikilala sa buong mundo bilang pinakamahusay na pagsipsip ng neutron para sa industriya ng nuklear. Kabilang sa mga ito, ang thermal section ng boron-10 isotope ay kasing taas ng 347 × 10-24 cm2, pangalawa lamang sa ilang mga elemento tulad ng gadolinium, samarium, at cadmium, at isang mahusay na thermal neutron absorber. Bilang karagdagan, ang boron carbide ay mayaman sa mga mapagkukunan, lumalaban sa kaagnasan, mahusay na katatagan ng thermal, ay hindi gumagawa ng mga radioactive isotopes, at may mababang pangalawang enerhiya ng sinag, kaya ang boron carbide ay malawakang ginagamit bilang mga materyales sa control at mga kalasag na materyales sa mga nukleyar na reaktor.
Halimbawa, sa industriya ng nuklear, ang high-temperatura na gas-cooled reaktor ay gumagamit ng boron na sumisipsip ng ball shutdown system bilang pangalawang sistema ng pag-shutdown. Sa kaso ng isang aksidente, kapag nabigo ang unang sistema ng pag -shutdown, ang pangalawang sistema ng pag -shutdown ay gumagamit ng isang malaking bilang ng mga boron carbide pellets na libreng pagkahulog sa channel ng mapanimdim na layer ng reaktor core, atbp. Ang pangunahing pag-andar ng boron carbide core sa mataas na temperatura na cooled reaktor ay upang makontrol ang kapangyarihan at kaligtasan ng reaktor. Ang carbon brick ay pinapagbinhi ng boron carbide neutron na sumisipsip ng materyal, na maaaring mabawasan ang neutron na pag -iilaw ng vessel ng reaktor.
Sa kasalukuyan, ang mga materyales na boride para sa mga nukleyar na reaktor ay pangunahing kasama ang mga sumusunod na materyales: boron carbide (control rods, kalasag rods), boric acid (moderator, coolant), boron steel (control rods at mga materyales sa imbakan para sa nuclear fuel at nuclear waste), Boron Europium (pangunahing nasusunog na materyal na lason), atbp.