Karbîda Borê krîstalek reş e bi şewqa metalîk, ku wekî elmasa reş jî tê zanîn, ku di nav materyalên neorganîk ên ne-metalî de ye. Niha, her kes bi materyalê karbîda Borê dizane, ku dibe ku ji ber sepandina zirxên gulenegir be, ji ber ku ew di nav materyalên seramîk de xwedî dendika herî nizm e, xwedî avantajên modula elastîk a bilind û hişkbûna bilind e, û dikare karanîna baş a mîkro-şikestinê bi dest bixe da ku guleyan vemirîne. Bandora enerjiyê, di heman demê de barkirinê bi qasî ku pêkan kêm bihêle. Lê di rastiyê de, karbîda Borê xwedî gelek taybetmendiyên din ên bêhempa ye, ku dikare wê di aşînker, materyalên agirkuj, pîşesaziya nukleerî, fezayê û warên din de rolek girîng bilîze.
Taybetmendiyênkarbîda boronê
Ji aliyê taybetmendiyên fîzîkî ve, hişkbûna karbîda boronê tenê piştî nîtrîda boronê ya elmas û kubîk e, û ew hîn jî dikare di germahiyên bilind de hêza xwe bilind biparêze, ku dikare wekî materyalek îdeal a germahiya bilind-berxwedêr a li hember aşînê were bikar anîn; dendika karbîda boronê pir piçûk e (denndika teorîk tenê 2.52 g/cm3 ye), ji materyalên seramîk ên asayî siviktir e, û dikare di qada hewavaniyê de were bikar anîn; karbîda boronê xwedî şiyana vegirtina notronê ya bihêz, aramiya germî ya baş, û xala helandinê ya 2450°C ye, ji ber vê yekê ew di pîşesaziya nukleerî de jî bi berfirehî tê bikar anîn. Şiyana vegirtina notronê ya notronê dikare bi zêdekirina elementên B bêtir were baştir kirin; materyalên karbîda boronê yên bi morfolojî û avahiyek taybetî jî xwedî taybetmendiyên fotoelektrîkî yên taybetî ne; ji bilî vê, karbîda boronê xwedî xala helandinê ya bilind, modulusa elastîk a bilind, katsayiya berfirehbûnê ya nizm û baş e. Ev avantaj wê dikin materyalek serlêdana potansiyel di gelek waran de wekî metalurjî, pîşesaziya kîmyewî, makîne, pîşesaziya hewavaniyê û leşkerî. Mînakî, parçeyên berxwedêr ên korozyonê û li hember aşînê, çêkirina zirxên gulebaran, çîpên kontrola reaktorê û elementên termoelektrîkî, hwd.
Ji aliyê taybetmendiyên kîmyewî ve, karbîda boronê di germahiya odeyê de bi asîd, alkalî û piraniya pêkhateyên neorganîk re reaksiyonê nake, û di germahiya odeyê de bi oksîjen û gazên halojenê re hema hema reaksiyonê nake, û taybetmendiyên wê yên kîmyewî sabît in. Wekî din, toza karbîda boronê ji hêla halojenê ve wekî ajanek borîdê ya pola tê çalak kirin, û bor li ser rûyê pola tê înfîltre kirin da ku fîlimek borîda hesin çêbike, bi vî rengî hêz û berxwedana li hember aşînê ya materyalê zêde dike, û taybetmendiyên wê yên kîmyewî pir baş in.
Em hemû dizanin ku xwezaya materyalê karanînê diyar dike, ji ber vê yekê toza karbîda borê di kîjan karan de performansek berbiçav nîşan dide?Endezyarên Navenda R&D yaTeknolojiya Kanên Bajêr.Co., Ltd. kurteya jêrîn çêkir.
Bikaranînakarbîda boronê
1. Karbîda boronê wekî abrasivek cilkirinê tê bikar anîn
Bikaranîna karbîda boronê wekî abrazîv bi giranî ji bo hûrkirin û cilandina safîrê tê bikar anîn. Di nav materyalên pir hişk de, hişkbûna karbîda boronê ji ya oksîda alumînyûmê û karbîda silîkonê çêtir e, tenê piştî elmas û nîtrîda boronê ya kubîk di rêza duyemîn de ye. Safîr ji bo dîodên ronahîder ên GaN/Al2O3 (LED) yên nîvconductor, devreyên entegre yên mezin SOI û SOS, û fîlmên nanostruktûr ên superconductor materyalê substratê ya herî îdeal e. Nermbûna rûyê pir zêde ye û divê pir nerm be. Bê pileya zirarê. Ji ber hêz û hişkbûna bilind a krîstala safîrê (hişkbûna Mohs 9), ew ji bo pargîdaniyên hilberandinê zehmetiyên mezin aniye.
Ji perspektîfa materyal û hûrkirinê ve, baştirîn materyalên ji bo hilberandin û hûrkirina krîstalên safîrê elmasa sentetîk, karbîda boronê, karbîda silîkonê, û dîoksîda silîkonê ne. Dema ku wafera safîrê tê hûrkirin, hişkbûna elmasa sûnî pir zêde ye (hişkbûna Mohs 10), ew ê rûyê wê bixurîne, bandorê li veguhestina ronahiyê ya waferê bike, û bihayê wê biha ye; piştî birîna karbîda silîkonê, hişkbûna RA bi gelemperî bilind e û rûtbûn nebaş e; Lêbelê, hişkbûna silîkayê têrê nake (hişkbûna Mohs 7), û hêza hûrkirinê nebaş e, ku di pêvajoya hûrkirinê de demdirêj û kedkar e. Ji ber vê yekê, abrazîv a karbîda boronê (hişkbûna Mohs 9.3) bûye materyalê herî îdeal ji bo hilberandin û hûrkirina krîstalên safîrê, û di hûrkirina du alî ya waferên safîrê û paşve tenikkirin û cilkirina waferên epitaksiyal ên LED-ê yên li ser bingeha safîrê de performansek pir baş heye.
Hêjayî gotinê ye ku dema ku karbîda boronê ji 600°C zêdetir be, rûyê wê dibe fîlma B2O3 oksîdkirî, ku heta radeyekê wê nerm dike, ji ber vê yekê ji bo hûrkirina hişk di germahiyek pir zêde de di sepanên aşîner de ne guncaw e, tenê ji bo cilkirina hûrkirina şile guncaw e. Lêbelê, ev taybetmendî rê li ber oksîdkirina bêtir a B4C digire, û di sepandina materyalên agirnegir de xwedî avantajên bêhempa ye.
2. Serlêdan di materyalên agirkuj de
Karbîda borê xwedî taybetmendiyên dij-oksîdasyon û berxwedana germahiya bilind e. Bi gelemperî wekî materyalên agirkuj ên pêşkeftî yên bi şekil û bê şekil tê bikar anîn û bi berfirehî di warên cûrbecûr ên metalurjiyê de, wekî sobeyên pola û mobîlyayên firnê, tê bikar anîn.
Bi pêdiviyên teserûfa enerjiyê û kêmkirina xerckirinê di pîşesaziya hesin û pola de û helandina pola kêm-karbon û pola karbona pir kêm, lêkolîn û pêşvebirina kerpîçên magnezyûm-karbona kêm-karbon (bi gelemperî <%8 naveroka karbonê) bi performansa hêja bala pîşesaziyên navxweyî û biyanî bêtir kişandiye. Niha, performansa kerpîçên magnezyûm-karbona kêm-karbon bi gelemperî bi baştirkirina avahiya karbona girêdayî, çêtirkirina avahiya matrîksê ya kerpîçên magnezyûm-karbon, û zêdekirina antîoksîdanên bi bandor tê baştir kirin. Di nav wan de, karbona grafîtkirî ya ji karbîda borê ya pola pîşesaziyê û qismî karbona reş a grafîtkirî pêk tê tê bikar anîn. Toza kompozît a reş, ku wekî çavkaniya karbonê û antîoksîdan ji bo kerpîçên magnezyûm-karbona kêm-karbon tê bikar anîn, encamên baş bi dest xistiye.
Ji ber ku karbîda boronê di germahiya bilind de heta radeyekê nerm dibe, ew dikare bi rûyê perçeyên materyalên din ve were girêdan. Her çend berhem were qalindkirin jî, fîlma oksîda B2O3 ya li ser rûyê dikare parastinek diyarkirî çêbike û rolek dij-oksîdasyonê bilîze. Di heman demê de, ji ber ku krîstalên stûnî yên ji hêla reaksiyonê ve têne çêkirin di nav matrîks û valahiyan de belav dibin, porozîtî kêm dibe, hêza germahiya navîn çêtir dibe, û qebareya krîstalên çêkirî berfireh dibe, ku dikare piçûkbûna qebareyê derman bike û şikestinan kêm bike.
3. Materyalên gulebaranê yên ku ji bo xurtkirina parastina neteweyî têne bikar anîn
Ji ber hişkbûna xwe ya bilind, hêza xwe ya bilind, giraniya xwe ya taybetî ya piçûk, û asta bilind a berxwedana balîstîk, karbîda borê bi taybetî li gorî trenda materyalên gulebergir ên sivik e. Ew ji bo parastina balafir, wesayît, zirx û laşên mirovan materyalê gulebergir ê çêtirîn e; niha,Hin welatlêkolîna zirxên dij-balîstîk ên bi karanîna boron karbîdê ya erzan pêşniyar kirine, bi armanca ku karanîna di asta berfireh de ya zirxên dij-balîstîk ên bi karanîna boron karbîdê di pîşesaziya parastinê de pêşve bibin.
4. Bikaranîn di pîşesaziya nukleerî de
Karbîda Borê xwedî xaçerêyeke bilind a vegirtina notronê û spektrumeke enerjiya notronê ya fireh e, û di asta navneteweyî de wekî vegira notronê ya herî baş ji bo pîşesaziya nukleerî tê nasîn. Di nav wan de, beşa germî ya îzotopa boron-10 bi qasî 347×10-24 cm2 bilind e, ku tenê piştî çend elementên wekî gadolinyûm, samaryûm û kadmiyûmê duyemîn e, û vegirek notronê ya germî ya bi bandor e. Wekî din, karbîda borê dewlemend bi çavkaniyan e, li hember korozyonê berxwedêr e, aramiya germî ya baş e, îzotopên radyoaktîf hilnaberîne, û enerjiya tîrêjên duyemîn kêm e, ji ber vê yekê karbîda borê bi berfirehî wekî materyalên kontrolê û materyalên parastinê di reaktorên nukleerî de tê bikar anîn.
Bo nimûne, di pîşesaziya nukleerî de, reaktorên bi gaza sar ên germahiya bilind pergala girtina topên boron-mijandinê wekî pergala girtina duyemîn bikar tînin. Di rewşa qezayekê de, dema ku pergala girtina yekem têk diçe, pergala girtina duyemîn hejmareke mezin ji peletên boron-karbîdê bikar tîne ku bi serbestî dikevin nav kanala qata refleksîf a navika reaktorê, hwd., da ku reaktorê bigire û girtina sar pêk bîne, ku topa mijandinê topek grafît e ku boron-karbîdê tê de heye. Karê sereke yê navika boron-karbîdê di reaktorên bi gaza sar ên germahiya bilind de kontrolkirina hêz û ewlehiya reaktorê ye. Kerpîçên karbonê bi materyalê mijandina notronê ya boron-karbîdê ve tê dagirtin, ku dikare tîrêjên notronê yên depoya zextê ya reaktorê kêm bike.
Niha, materyalên borîdê yên ji bo reaktorên nukleerî bi giranî ev materyalên jêrîn in: karbîda boronê (çîpên kontrolê, çîpên parastinê), asîda borîk (moderator, sarker), pola boronê (çîpên kontrolê û materyalên hilanînê ji bo sotemeniya nukleerî û bermayiyên nukleerî), boron Europium (madeya jehrî ya şewitandina navokî), û hwd.