Boarkarbid is in swart kristal mei metallyske glâns, ek wol bekend as swarte diamant, dat heart ta anorganyske net-metallyske materialen. Op it stuit is elkenien bekend mei it materiaal boarkarbid, wat mooglik te tankjen is oan it tapassen fan kûgelfrij pânser, om't it de leechste tichtheid hat ûnder keramyske materialen, de foardielen hat fan hege elastisiteitsmodulus en hege hurdens, en goed gebrûk kin meitsje fan mikrofraktueren om projektilen te absorbearjen. It effekt fan enerzjy, wylst de lading sa leech mooglik bliuwt. Mar eins hat boarkarbid in protte oare unike eigenskippen, wêrtroch't it in wichtige rol kin spylje yn abrasiven, refraktêre materialen, kearnsektor, loftfeart en oare fjilden.
Eigenskippen fanboorkarbid
Wat de fysike eigenskippen oanbelanget, is de hurdens fan boarkarbid allinich nei diamant en kubike boarnitride, en it kin noch altyd hege sterkte behâlde by hege temperatueren, wat brûkt wurde kin as in ideaal wearbestindich materiaal by hege temperatueren; de tichtheid fan boarkarbid is tige lyts (teoretyske tichtheid is mar 2,52 g/cm3), lichter as gewoane keramyske materialen, en kin brûkt wurde yn 'e loftfeart; boarkarbid hat in sterke neutronabsorpsjefermogen, goede termyske stabiliteit, en in smeltpunt fan 2450 °C, sadat it ek in soad brûkt wurdt yn 'e kearnsektor. It neutronabsorpsjefermogen fan it neutron kin fierder ferbettere wurde troch it tafoegjen fan B-eleminten; boarkarbidmaterialen mei spesifike morfology en struktuer hawwe ek spesjale fotoelektryske eigenskippen; derneist hat boarkarbid in heech smeltpunt, hege elastyske modulus, lege útwreidingskoëffisjint en goede Dizze foardielen meitsje it in potinsjeel tapassingsmateriaal yn in protte fjilden lykas metallurgy, gemyske yndustry, masines, loftfeart en militêre yndustry. Bygelyks, korrosjebestendige en wearbestindige ûnderdielen, it meitsjen fan kûgelfrij pânser, reaktorkontrôlestangen en thermoelektryske eleminten, ensfh.
Wat gemyske eigenskippen oanbelanget, reagearret boarkarbid net mei soeren, alkaliën en de measte anorganyske ferbiningen by keamertemperatuer, en reagearret amper mei soerstof en halogeengassen by keamertemperatuer, en syn gemyske eigenskippen binne stabyl. Derneist wurdt boarkarbidpoeier aktivearre troch halogeen as in stielborideringsmiddel, en boar wurdt ynfiltrearre op it oerflak fan stiel om in izerboridefilm te foarmjen, wêrtroch't de sterkte en wearbestindigens fan it materiaal ferbettere wurde, en syn gemyske eigenskippen binne poerbêst.
Wy witte allegear dat de aard fan it materiaal it gebrûk bepaalt, dus yn hokker tapassingen hat boarkarbidpoeier treflike prestaasjes?De yngenieurs fan it R&D-sintrum fanUrbanMines Tech.Co., Ltd. makke de folgjende gearfetting.
Tapassing fanboorkarbid
1. Boarkarbid wurdt brûkt as polearjend skuurmiddel
De tapassing fan boarkarbid as skuormiddel wurdt benammen brûkt foar it slypjen en polearjen fan saffier. Under superhurde materialen is de hurdens fan boarkarbid better as dy fan aluminiumokside en silisiumkarbid, twadde allinich nei diamant en kubike boarnitride. Saffier is it meast ideale substraatmateriaal foar healgeleider GaN/Al2O3 ljochtútstjittende diodes (LED's), grutskalige yntegreare circuits SOI en SOS, en supergeleidende nanostruktuerfilms. De glêdens fan it oerflak is tige heech en moat ultraglêd wêze sûnder skea. Fanwegen de hege sterkte en hege hurdens fan saffierkristal (Mohs-hurdens 9) hat it grutte swierrichheden brocht foar ferwurkingsbedriuwen.
Fanút it perspektyf fan materialen en slypjen binne de bêste materialen foar it ferwurkjen en slypjen fan saffierkristallen syntetyske diamant, boarkarbid, silisiumkarbid en silisiumdiokside. De hurdens fan keunstmjittige diamant is te heech (Mohs-hurdens 10) by it slypjen fan 'e saffierwafer, it sil it oerflak krassen, de ljochtoerdracht fan 'e wafer beynfloedzje, en de priis is djoer; nei it snijden fan silisiumkarbid is de rûchheid RA meastentiids heech en de flakheid is min; De hurdens fan silika is lykwols net genôch (Mohs-hurdens 7), en de slypkrêft is min, wat tiidslinend en arbeidsyntinsyf is yn it slypproses. Dêrom is boarkarbid-skuurmiddel (Mohs-hurdens 9.3) it meast ideale materiaal wurden foar it ferwurkjen en slypjen fan saffierkristallen, en hat poerbêste prestaasjes yn dûbelsidich slypjen fan saffierwafers en efterúttinning en polyskjen fan saffier-basearre LED-epitaksiale wafers.
It is it neamen wurdich dat as boarkarbid boppe de 600 °C is, it oerflak oksidearre wurdt ta in B2O3-film, dy't it oant in beskate mjitte sêfter makket, sadat it net geskikt is foar droech slypjen by te hege temperatueren yn abrasive tapassingen, allinich geskikt foar it polearjen fan floeibere slyp. Dizze eigenskip foarkomt lykwols dat B4C fierder oksidearre wurdt, wêrtroch't it unike foardielen hat by it tapassen fan fjoervaste materialen.
2. Tapassing yn fjoervaste materialen
Boarkarbid hat de skaaimerken fan anty-oksidaasje en hege temperatuerresistinsje. It wurdt oer it algemien brûkt as avansearre foarme en ûnfoarme refraktêre materialen en wurdt in soad brûkt yn ferskate sektoaren fan metallurgy, lykas stielen kachels en ovenmeubels.
Mei de needsaak foar enerzjybesparring en fermindering fan konsumpsje yn 'e izer- en stielyndustry en it smelten fan leechkoalstofstiel en ultra-leechkoalstofstiel, hat it ûndersyk en de ûntwikkeling fan leechkoalstofmagnesia-koalstofstiennen (algemien <8% koalstofynhâld) mei poerbêste prestaasjes hieltyd mear oandacht lutsen fan binnen- en bûtenlânske yndustry. Op it stuit wurde de prestaasjes fan leechkoalstofmagnesia-koalstofstiennen oer it algemien ferbettere troch it ferbetterjen fan 'e bonded koalstofstruktuer, it optimalisearjen fan 'e matrixstruktuer fan magnesia-koalstofstiennen, en it tafoegjen fan heech-effisjinte antioksidanten. Dêrûnder wurdt grafitisearre koalstof besteande út yndustriële kwaliteit boarkarbid en foar in part grafitisearre koalstofswart brûkt. Swart kompositpoeier, brûkt as koalstofboarne en antioksidant foar leechkoalstofmagnesia-koalstofstiennen, hat goede resultaten berikt.
Omdat boarkarbide by hege temperatuer oant in beskate mjitte sêfter wurdt, kin it oan it oerflak fan oare materiaaldieltsjes fêstmakke wurde. Sels as it produkt ferdicht is, kin de B2O3-oksidefilm op it oerflak in bepaalde beskerming foarmje en in anty-oksidaasjerol spylje. Tagelyk, om't de kolomfoarmige kristallen dy't troch de reaksje generearre wurde, ferspraat binne yn 'e matriks en gatten fan it fjoervaste materiaal, wurdt de porositeit fermindere, de sterkte by middeltemperatuer ferbettere, en it folume fan 'e generearre kristallen wreidet út, wat folumekrimp kin genêze en barsten ferminderje.
3. Kûgelfrije materialen dy't brûkt wurde om nasjonale ferdigening te ferbetterjen
Troch syn hege hurdens, hege sterkte, lytse spesifike swiertekrêft en hege nivo fan ballistyske wjerstân, past boarkarbid benammen by de trend fan lichtgewicht kûgelfrije materialen. It is it bêste kûgelfrije materiaal foar de beskerming fan fleantugen, auto's, pânsers en minsklike lichems; op it stuit,Guon lannenhawwe goedkeap ûndersyk nei boarkarbid anty-ballistysk pânser foarsteld, mei as doel it grutskalich gebrûk fan boarkarbid anty-ballistysk pânser yn 'e ferdigeningsyndustry te befoarderjen.
4. Tapassing yn 'e kearnsektor
Boarkarbid hat in hege neutronabsorpsje-dwersdoorsnede en in breed neutronenerzjyspektrum, en wurdt ynternasjonaal erkend as de bêste neutronenabsorber foar de kearnsektor. Dêrûnder is de termyske seksje fan it boar-10-isotoop sa heech as 347 × 10-24 cm2, twadde allinich nei in pear eleminten lykas gadolinium, samarium en kadmium, en is in effisjinte termyske neutronenabsorber. Derneist is boarkarbid ryk oan boarnen, korrosjebestindich, goede termyske stabiliteit, produseart gjin radioaktive isotopen, en hat lege sekundêre strielenerzjy, sadat boarkarbid in soad brûkt wurdt as kontrôlematerialen en ôfskermingsmaterialen yn kearnreaktoren.
Bygelyks, yn 'e kearnsektor brûkt de hege-temperatuer gaskuolle reaktor in boar-absorberend bal-ôfslutingssysteem as it twadde ôfslutingssysteem. Yn gefal fan in ûngelok, as it earste ôfslutingssysteem útfalt, brûkt it twadde ôfslutingssysteem in grut oantal boarkarbidpellets dy't frij falle yn it kanaal fan 'e reflektearjende laach fan' e reaktorkearn, ensfh., om de reaktor út te skeakeljen en kâld ôf te sluten, wêrby't de absorberende bal in grafytbal is dy't boarkarbid befettet. De wichtichste funksje fan 'e boarkarbidkearn yn' e hege-temperatuer gaskuolle reaktor is it kontrolearjen fan it fermogen en de feiligens fan 'e reaktor. De koalstofstien is impregnearre mei boarkarbid neutronenabsorberend materiaal, wat de neutronenbestraling fan it reaktordrukfet kin ferminderje.
Op it stuit omfetsje boridematerialen foar kearnreaktors benammen de folgjende materialen: boorkarbid (kontrôlestangen, ôfskermingsstangen), boorsûr (moderator, koelmiddel), boorstaal (kontrôlestangen en opslachmaterialen foar kearnbrânstof en kearnôffal), boor europium (kearnferbaarlik gifmateriaal), ensfh.