Bor karbür, inorganik metalik olmayan malzemelere ait olan siyah elmas olarak da bilinen metalik parlaklıklı siyah bir kristaldir. Şu anda, herkes kurşun geçirmez zırhın uygulanmasından kaynaklanabilecek bor karbür malzemesine aşinadır, çünkü seramik malzemeler arasında en düşük yoğunluğa sahiptir, yüksek elastik modül ve yüksek sertlik avantajlarına sahiptir ve mermileri emmek için mikro kesintinin iyi bir şekilde kullanılmasını sağlayabilir. Yükü mümkün olduğunca düşük tutarken enerjinin etkisi. Ancak aslında, Bor Carbide, aşındırıcılar, refrakter malzemeler, nükleer endüstri, havacılık ve diğer alanlarda önemli bir rol oynayabilen başka birçok benzersiz özelliğe sahiptir.
Özellikleriborik karbür
Fiziksel özellikler açısından, bor karbürünün sertliği sadece elmas ve kübik bor nitrürden sonradır ve yine de ideal bir yüksek sıcaklık aşınmaya dirençli malzeme olarak kullanılabilen yüksek sıcaklıklarda yüksek mukavemet sağlayabilir; Bor karbür yoğunluğu çok küçüktür (teorik yoğunluk sadece 2.52 g/ cm3'tür), sıradan seramik malzemelerden daha hafiftir ve havacılık alanında kullanılabilir; Bor karbür, güçlü bir nötron emilim yeteneğine, iyi termal stabiliteye ve 2450 ° C'lik bir erime noktasına sahiptir, bu nedenle nükleer sektörde de yaygın olarak kullanılır. Nötronun nötron emilim kabiliyeti, B elemanları ilave edilerek daha da geliştirilebilir; Spesifik morfoloji ve yapıya sahip bor karbür malzemeleri de özel fotoelektrik özelliklere sahiptir; Buna ek olarak, bor karbürün yüksek bir erime noktası, yüksek elastik modül, düşük genişleme katsayısı ve iyi bu avantajlar onu metalurji, kimya endüstrisi, makineler, havacılık ve askeri endüstri gibi birçok alanda potansiyel bir uygulama malzemesi haline getirir. Örneğin, kurşun geçirmez zırh, reaktör kontrol çubukları ve termoelektrik elemanlar, vb.
Kimyasal özellikler açısından, bor karbür, oda sıcaklığında asitler, alkaliler ve çoğu inorganik bileşik ile reaksiyona girmez ve oda sıcaklığında oksijen ve halojen gazlarla neredeyse hiç reaksiyona girmez ve kimyasal özellikleri stabildir. Ek olarak, bor karbür tozu halojen tarafından çelik bir boridasyon ajanı olarak aktive edilir ve bor, bir demir borid filmi oluşturmak için çelik yüzeyine sızar, böylece malzemenin mukavemeti ve aşınma direncini arttırır ve kimyasal özellikleri mükemmeldir.
Hepimiz, malzemenin doğasının kullanımı belirlediğini biliyoruz, bu nedenle bor karbür tozunun hangi uygulamalarda olağanüstü performansı var?Ar -Ge merkezinin mühendisleriUrbanMines Tech.Co., Ltd. aşağıdaki özeti yaptı.
Uygulanmasıborik karbür
1. Bor karbür, aşındırıcı parlatma olarak kullanılır
Bor karbürün aşındırıcı olarak uygulanması esas olarak safirin taşlanması ve parlatılması için kullanılır. Superhard malzemeleri arasında, bor karbürünün sertliği alüminyum oksit ve silikon karbürden daha iyidir, sadece elmas ve kübik bor nitrürden ikincisidir. Safir, yarı iletken Gan/Al 2 O3 ışık yayan diyotlar (LED'ler), büyük ölçekli entegre SOI ve SOS ve süper iletken nanoyapı filmleri için en ideal substrat malzemesidir. Yüzeyin pürüzsüzlüğü çok yüksektir ve ultra pürüzsüz olmalıdır. Safir kristalinin yüksek mukavemeti ve yüksek sertliği nedeniyle (Mohs Hardity 9), işletmeleri işlemek için büyük zorluklar getirmiştir.
Malzemeler ve öğütme açısından, safir kristallerinin işlenmesi ve taşlanması için en iyi malzemeler sentetik elmas, bor karbür, silikon karbür ve silikon dioksittir. Yapay elmasın sertliği çok yüksektir (Mohs sertliği 10) Safir gofreti taşlarken yüzeyi çizecektir, gofretin ışık iletimini etkileyecek ve fiyat pahalıdır; Silikon karbürü kestikten sonra, pürüzlülük RA genellikle yüksektir ve düzlük zayıftır; Bununla birlikte, silika sertliği yeterli değildir (Mohs sertliği 7) ve taşlama kuvveti zayıftır, bu da öğütme sürecinde zaman alıcı ve emek yoğundur. Bu nedenle, bor karbür aşındırıcı (MOHS sertliği 9.3), safir kristallerinin işlenmesi ve taşlanması için en ideal malzeme haline gelmiştir ve safir gofretlerin çift taraflı öğütülmesinde mükemmel bir performansa sahiptir ve safir bazlı LED epitaksiyal gafların sırt incelmesi ve parlatılmasında mükemmel bir performansa sahiptir.
Bor karbür 600 ° C'nin üzerinde olduğunda, yüzeyin belirli bir dereceye kadar yumuşatılacak olan B2O3 filmine oksitleneceğini, bu nedenle aşındırıcı uygulamalarda çok yüksek sıcaklıkta kuru öğütme için uygun olmadığını, sadece sıvı öğütmeyi parlatmak için uygun olmadığını belirtmek gerekir. Bununla birlikte, bu özellik B4C'nin daha fazla oksitlenmesini önler, bu da refrakter malzemelerin uygulanmasında benzersiz avantajlara sahip olur.
2. Refrakter malzemelerde uygulama
Bor karbür, anti-oksidasyon ve yüksek sıcaklık direncinin özelliklerine sahiptir. Genellikle gelişmiş şekilli ve şekilsiz refrakter malzemeler olarak kullanılır ve çelik sobalar ve fırın mobilyaları gibi çeşitli metalurji alanlarında yaygın olarak kullanılır.
Demir ve çelik endüstrisinde enerji tasarrufu ve tüketim azaltma ve düşük karbonlu çelik ve ultra düşük karbon çeliğinin eritilmesi ile, mükemmel performansla düşük karbonlu magnezya-karbon tuğlalarının (genellikle <% 8 karbon içeriği) araştırılması ve geliştirilmesi yerli ve yabancı endüstrilerden daha fazla dikkat çekmiştir. Şu anda, düşük karbonlu magnezia-karbon tuğlalarının performansı genellikle bağlı karbon yapısını iyileştirerek, magnezya-karbon tuğlalarının matris yapısını optimize ederek ve yüksek verimli antioksidan eklenerek geliştirilmektedir. Bunlar arasında, endüstriyel sınıf bor karbür ve kısmen grafitlenmiş karbon siyahından oluşan grafitlenmiş karbon kullanılır. Karbon kaynağı olarak kullanılan ve düşük karbon magnezya-karbon tuğlaları için antioksidan olarak kullanılan siyah kompozit toz iyi sonuçlar elde etmiştir.
Bor karbür bir dereceye kadar yüksek sıcaklıkta yumuşatılacağından, diğer malzeme parçacıklarının yüzeyine bağlanabilir. Ürün yoğunlaştırılmış olsa bile, yüzeydeki B2O3 oksit filmi belirli bir koruma oluşturabilir ve bir anti-oksidasyon rolü oynayabilir. Aynı zamanda, reaksiyon tarafından üretilen sütunlu kristaller, refrakter malzemenin matrisine ve boşluklarına dağıtıldığından, gözeneklilik azalır, orta sıcaklık mukavemeti iyileştirilir ve üretilen kristallerin hacmi genişler, bu da hacim büzülmesini iyileştirebilir ve çatlakları azaltabilir.
3. Ulusal savunmayı geliştirmek için kullanılan kurşun geçirmez malzemeler
Yüksek sertliği, yüksek mukavemeti, küçük özgül ağırlığı ve yüksek balistik direnç nedeniyle, bor karbürü özellikle hafif kurşun geçirmez malzemelerin eğilimi ile uyumludur. Uçak, araç, zırh ve insan vücudunun korunması için en iyi kurşun geçirmez malzemedir; şu anda,Bazı ülkelerSavunma endüstrisinde bor karbür anti-balistik zırhın büyük ölçekli kullanımını teşvik etmeyi amaçlayan düşük maliyetli bord karbür anti-balistik zırh araştırması önerdi.
4. Nükleer sektörde başvuru
Bor karbür, yüksek nötron emilim kesitine ve geniş bir nötron enerji spektrumuna sahiptir ve uluslararası olarak nükleer endüstri için en iyi nötron emici olarak kabul edilir. Bunlar arasında, bor-10 izotopunun termal bölümü 347 × 10-24 cm2 kadar yüksektir, sadece gadolinyum, samaryum ve kadmiyum gibi birkaç elementten ikincisidir ve etkili bir termal nötron emicisidir. Ek olarak, bor karbür kaynak açısından zengindir, korozyona dayanıklı, iyi termal stabilite, radyoaktif izotop üretmez ve düşük ikincil ışın enerjisine sahiptir, bu nedenle bor karbür nükleer reaktörlerde kontrol malzemeleri ve kalkan malzemeleri olarak yaygın olarak kullanılır.
Örneğin, nükleer endüstride, yüksek sıcaklıklı gaz soğutmalı reaktör, ikinci kapatma sistemi olarak bor emici top kapatma sistemini kullanır. Bir kaza durumunda, ilk kapatma sistemi başarısız olduğunda, ikinci kapatma sistemi, reaktör çekirdeğinin yansıtıcı tabakasının kanalına, reaktörün yansıtıcı tabakasının kanalına serbest düşme ve soğuk kapatma yapmak için çok sayıda bor karbür peleti kullanır, burada emici topun bors karbidini içeren bir grafit topudur. Yüksek sıcaklıklı gaz soğutmalı reaktördeki bor karbür çekirdeğinin ana işlevi, reaktörün gücünü ve güvenliğini kontrol etmektir. Karbon tuğlası, reaktör basınç kabının nötron ışınlamasını azaltabilen bor karbür nötron emici malzeme ile emprenye edilir.
Şu anda, nükleer reaktörler için borid malzemeleri esas olarak aşağıdaki malzemeleri içerir: bor karbür (kontrol çubukları, koruyucu çubuklar), borik asit (moderatör, soğutucu), bor çeliği (nükleer yakıt ve nükleer atık için kontrol çubukları ve depolama malzemeleri), bor europium (çekirdek yakılabilir zehir malzemesi), vb.