Boron Carbide-це чорний кристал з металевим блиском, також відомим як чорний алмаз, який належить до неорганічних неметалічних матеріалів. В даний час кожен знайомий з матеріалом карбіду бору, який може бути пов’язаний із застосуванням куленепроникних броні, оскільки він має найнижчу щільність серед керамічних матеріалів, має переваги високого модуля пружності та високої твердості, і можуть досягти корисного використання мікро-фрактури для поглинання проектів. Ефект енергії, зберігаючи навантаження якомога меншим. Але насправді Boron Carbide має багато інших унікальних властивостей, що може зробити його важливою роллю в абразивах, вогнетривких матеріалах, ядерній промисловості, аерокосмічній та інших галузях.
Властивостікарбід бору
З точки зору фізичних властивостей, твердість карбіду бору є лише після алмазного та кубічного нітриду бору, і він все ще може підтримувати високу міцність при високій температурі, яка може бути використана як ідеальний високотемпературний зносостійкий матеріал; Щільність карбіду бору дуже мала (теоретична щільність становить лише 2,52 г/ см3), легша за звичайні керамічні матеріали і може використовуватися в аерокосмічному полі; Карбід бору має сильну здатність до поглинання нейтронів, хорошу термічну стійкість та температуру плавлення 2450 ° C, тому він також широко використовується в ядерній промисловості. Здатність нейтронів нейтронів може бути додатково вдосконалена за рахунок додавання елементів В; Матеріали карбіду бору з специфічною морфологією та структурою також мають спеціальні фотоелектричні властивості; Крім того, карбід Boron має високу точку плавлення, високий модуль пружності, коефіцієнт низького розширення та хороші ці переваги роблять його потенційним матеріалом застосування в багатьох галузях, таких як металургія, хімічна промисловість, машини, аерокосмічна та військова промисловість. Наприклад, стійкі до корозії та стійкі до зносу деталей, що робить куленепроникні броні, регулятор реактора та термоелектричні елементи тощо.
З точки зору хімічних властивостей, карбід бору не реагує з кислотами, лугами та найбільш неорганічними сполуками при кімнатній температурі, і навряд чи реагує з кисневими та галогенними газами при кімнатній температурі, а його хімічні властивості стабільні. Крім того, порошок карбіду бору активується галогеном у вигляді сталевого борду, а бор на поверхні сталі проникає на поверхню сталі, утворюючи залізну плівку боріду, тим самим підвищуючи міцність і зношуваність матеріалу, а його хімічні властивості відмінні.
Всі ми знаємо, що природа матеріалу визначає використання, тому в яких додатках порошок вуглеводного бору має видатні показники?Інженери центру науково -дослідної роботиUrbanmines Tech.Co., Ltd. зробило наступний резюме.
Застосуваннякарбід бору
1. Карбід бору використовується як полірування абразивного
Застосування карбіду бору як абразивного в основному використовується для подрібнення та полірування сапфіру. Серед супершарних матеріалів твердість карбіду бору краща, ніж у оксиду алюмінію та карбіду кремнію, поступаючись лише алмазним та кубічним нітридом бору. Sapphire-це найбільш ідеальний матеріал підкладки для напівпровідникових діодів Gan/Al 2 O3 (світлодіоди), масштабні інтегровані схеми SOI та SOS, а також надпровідні наноструктурні плівки. Гладкість поверхні дуже висока і повинна бути над гладкою ступенем пошкодження. Через високу міцність та високу твердість кристала сапфіру (твердість MOHS 9), він принесла великі труднощі для обробки підприємств.
З точки зору матеріалів та шліфування, найкращими матеріалами для переробки та шліфувальних кристалів сапфіру є синтетичний алмаз, карбід бору, карбід кремнію та діоксид кремнію. Твердість штучного алмазу занадто висока (твердість MOHS 10) при подрібненні сапфірової пластини, вона подряпить поверхню, вплине на світло пропускання пластини, а ціна дорога; Після різання карбіду кремнію шорсткість РА зазвичай висока, а площина погана; Однак твердості кремнезему недостатньо (твердість MOH 7), а шліфувальна сила погана, що забирає багато часу та трудомістка в процесі шліфування. Тому абразивний карбід бору (твердість MOHS 9.3) стала найбільш ідеальним матеріалом для переробки та шліфування кристалів сапфіру, і має відмінну продуктивність у двосторонньому шліфуванні сапфірові вафлі та витончення спини та полірування світлодіодних епітаксіальних плит на основі сапфіру.
Варто зазначити, що коли карбід бору буде вище 600 ° C, поверхня буде окислена в плівку B2O3, яка певною мірою пом'якшить її, тому вона не підходить для сухого шліфування при занадто високій температурі при абразивних нанесеннях, що підходить лише для полірування рідини. Однак ця властивість запобігає подальшому окисленню B4C, завдяки чому вона має унікальні переваги у застосуванні вогнетривких матеріалів.
2. Застосування в рефрактерних матеріалах
Карбід бору має характеристики проти окислення та високої температурної стійкості. Він, як правило, використовується як вдосконалена та неподалік рефрактерні матеріали і широко використовується в різних полях металургії, таких як сталеві печі та меблі печі.
З потребами економії енергії та зменшенням споживання в промисловості заліза та сталі та плаванням вуглецевої сталі з низьким вмістом вуглецю та ультра-низькою вуглецевою сталь, дослідження та розробка з низьковуглецевим магнезією з вуглеводів (як правило, <8% вмісту вуглецю) з відмінними показниками привертають все більше уваги з боку внутрішніх та іноземних промислових промислових промислових. В даний час продуктивність з низьковуглецевою картонею з магнезією, як правило, покращується за рахунок покращення скріпленої вуглецевої структури, оптимізації матричної структури цеглезі-карунової цегли та додавання високоефективних антиоксидантів. Серед них використовується графітизоване вуглець, що складається з промислового карбіду бору та частково графізованого вуглецю. Чорний композитний порошок, який використовується як джерело вуглецю та антиоксидант для цегли з вуглецю з низьким вмістом вуглецю, досяг хороших результатів.
Оскільки карбід бору певною мірою пом'якшить при високій температурі, його можна прикріпити до поверхні інших частинок матеріалу. Навіть якщо продукт є ущільненим, оксид б2O3 на поверхні може утворювати певний захист і відігравати роль проти окислення. У той же час, оскільки стовпчасті кристали, що генеруються реакцією, розподіляються в матриці та прогалини рефрактерного матеріалу, пористість зменшується, середня температура покращується, а об'єм генерованих кристалів розширюється, що може заживати усадкою об'єму та зменшити тріщини.
3. Куленепроникні матеріали, що використовуються для посилення національної оборони
Завдяки своїй високій твердості, високій міцності, невеликій питомої ваги та високому рівні балістичного опору, карбід бору особливо відповідає тенденції легких куленепроникних матеріалів. Це найкращий куленепроникний матеріал для захисту літальних апаратів, транспортних засобів, броні та людських тіл; в даний час,Деякі країнизапропонували антибалістичні броні-дослідження карбіду з дешевих коштів, спрямовані на сприяння масштабному використанню антибалістичної броні бору карбіду в оборонній промисловості.
4. Застосування в ядерній промисловості
Карбід Boron має високий поперечний переріз поглинання нейтронів та широкий спектр енергії нейтронів, і його міжнародно визнається найкращим поглинанням нейтронів для ядерної промисловості. Серед них тепловий переріз ізотопу Boron-10 досягає 347 × 10-24 см2, поступаючись лише кількома елементами, такими як гадоліній, самарій та кадмій, і є ефективним поглинанням теплового нейтрона. Крім того, карбід бору багатий ресурсами, стійкою до корозії, хорошою термічною стійкістю, не виробляє радіоактивні ізотопи та має низьку вторинну енергію променів, тому карбід бору широко використовується як контрольні матеріали та екрануючі матеріали в ядерних реакторах.
Наприклад, у ядерній промисловості високотемпературний газовий реактор використовує систему відключення кулі, що поглинає бору, як другу систему відключення. У разі аварії, коли перша система відключення виходить з ладу, друга система відключення використовує велику кількість гранул карбіду бору, вільно падає в канал світловідбиваючого шару ядра реактора тощо, щоб вимкнути реактор і усвідомити холодне відключення, де поглинаюча куля є графітною кулею, що містить вуглець бору. Основна функція серцевини карбіду бору у високотемпературному газо-охолодженому реакторі полягає у контролі потужності та безпеки реактора. Вуглецева цегла просочується нейтронним матеріалом бору карбіду, який може зменшити нейтронне опромінення судини реактора.
В даний час боридні матеріали для ядерних реакторів, головним чином, включають такі матеріали: карбід бору (контрольні стрижні, екрановані стрижні), боринову кислоту (модератор, теплоносій), сталь борона (контрольні стрижні та матеріали для зберігання для ядерного палива та ядерного відходів), бори європію (основні матеріали для спалювання отрути) тощо.