Kala-soocidda birta ee boron carbide: Horumar "tiknoolajiyadda madow" oo kacaan ah oo ku saabsan kala-soocidda dhaqanka.
Dhanka cilmiga agabka,boron carbide (B4C), oo loo yaqaan "dheeman madow" sababtoo ah adkaanshihiisa sare, cufnaanta hoose, iska caabbinta xirashada, iyo awoodda nuugista neutron-ka, ayaa si weyn loogu isticmaalaa goobaha sare sida hubka aan xabadda karin, warshadaha nukliyeerka, iyo hawada sare. Si kastaba ha ahaatee, hababka sintering-ka dhaqameed (sida sintering-ka aan cadaadiska lahayn iyo sintering-ka kulul ee cadaadiska leh) waxay la kulmaan caqabado sida heerkulka sintering-ka sare, waqtiyada sintering-ka dheer, iyo si fudud u xoqidda hadhuudhka, taasoo xaddidaysa horumarin dheeraad ah oo ku yimaada waxqabadka boron carbide. Sannadihii ugu dambeeyay, tignoolajiyada sintering-ka plasma-ka ee shidma (SPS), oo leh heerkul hooseeya, xawaare degdeg ah, iyo hufnaan sare, ayaa noqotay goob cilmi baaris oo kulul oo loogu talagalay boron carbide, iyadoo dib u habeynaysa xuduudaha codsiga ee walaxdan aadka u adag.
I. Tiknoolajiyadda SPS: Qaab Cusub oo Kacaanka ah oo loogu talagalay Sintering
Tiknoolajiyadda SPS waxay gaartaa cufnaan degdeg ah oo ah boron carbide iyada oo loo marayo saameynta isku-dhafka ah ee qulqulka korantada, cadaadiska farsamada, iyo goobta kuleylka. Mabda'a asaasiga ah wuxuu ku jiraa:
Firfircoonida Balaasmaha: Korontada la riixay waxay soo saartaa Balaasma heerkul sare oo degdeg ah oo ku jirta meelaha u dhexeeya qaybaha, iyadoo ka saaraysa oksaydhyada dusha sare isla markaana kor u qaadaysa faafinta atomiga.
Kuleylinta iyo heerkulka Joule: Korontadu waxay dhalisaa kuleylka Joule iyada oo loo marayo qaabka garaafka, heerkulkuna si degdeg ah ayuu u kacaa (ilaa 600℃/daqiiqadii), taasoo sameysa heerkulbeeg dedejiya cufnaanta oo joojiya koritaanka hadhuudhka.
Faafinta Kaalmada Goobta Korontada: Goobta korontadu waxay hoos u dhigtaa tamarta kicinta sintering-ka, taasoo u suurtagelinaysa boron carbide inuu gaaro cufnaan sare (>95%) heerkul ah 1700-2100 ℃, taasoo ka hooseysa 300-500 ℃ marka loo eego habka dhaqameed.
Marka la barbardhigo sintering-ka dhaqameed, boron carbide oo ay diyaariso SPS waxay leedahay badar ka fiican (qiyaasta nano ilaa micron) iyo sifooyin farsamo oo heer sare ah. Tusaale ahaan, cadaadis sare oo ah 1600℃ iyo 300MPa, adkaanta jabka ee boron carbide oo ay diyaariso SPS ayaa la kordhiyaa ilaa 5.56MPa・m¹/², adkaanta firfircoonina si weyn ayaa loo kordhiyaa.
II. Horumarka Tiknoolajiyadda: U gudubka Muhiimka ah ee laga bilaabo Shaybaarka ilaa Warshadaynta
1. Hagaajinta Halbeegga iyo Xakamaynta Qaab-dhismeedka Micro
Heerkulka iyo Isku-xidhka Cadaadiska: Cilmi-baaristu waxay ogaatay in heerkulka hooseeya (1700-2000℃), simbiriirixanka xuduudda walxaha ayaa inta badan horseeda cufnaan, halka heerkulka sare (>2000℃), kor u kaca kala-baxa uu yahay mid aad u badan. Iyadoo si sax ah loo xakameynayo heerka kuleylka iyo cadaadiska, cabbirka hadhuudhka si sax ah ayaa loo xakameyn karaa laga bilaabo 4μm ilaa miisaanka nanometer-ka.
Adeegsiga Hal-abuurka leh ee Qalabka Sintering-ka: Ku darista waxyaabaha lagu daro sida Al, SiC, iyo graphene waxay sii wanaajin kartaa waxqabadka. Tusaale ahaan, dhoobada B4C/SiC/Al oo leh 1.5% graphene (GPLs) waxay muujinaysaa koror 25.6% ah oo ku yimid adkaanta jabka iyo koror 99% ah oo ku yimid xoogga laalaaban karo.
2. Samaynta hal-tallaabo oo ah agab si shaqo leh loo qiimeeyay
Kooxda Napo Materials waxay markii ugu horreysay ku guuleysteen, hal tallaabo oo lagu sifeynayo agabka B4C/Al ee si shaqo ahaan loo qiimeeyay iyadoo la adeegsanayo tignoolajiyada SPS. Maaddadani waxay gaartaa kala-guurka kala-guurka laga bilaabo B4C saafi ah (adagaanshaha 32 GPa) una gudubta Al saafi ah (adagaanshaha 1 GPa), iyadoo si guul leh u xallinaysa dhibaatooyinka kala duwanaanshaha meelaha dhalaalaya ee waaweyn iyo sameynta fudud ee marxaladaha wasakhda ee hababka dhaqameed, iyadoo bixinaysa fikrado cusub oo loogu talagalay hubka aan xabadda karin iyo agabka isku-dhafka ah ee kulaylka sare.
3. Horumarka Waxqabadka ee Deegaannada Ba'an
Warshadaha nukliyeerka, nuugayaasha neutron-ka B4C ee ay diyaarisay SPS waxay gaaraan nadiifnimo dhan 99.9%, waxay muujiyaan iska caabin shucaac oo aad u fiican, waxayna leeyihiin kharashyo qashin-qubka ah oo ah shan meelood meel oo ka mid ah agabka dhaqanka ee ku salaysan cadmium. Warshadaha hawada sare, agabka isku-dhafka ah ee boron carbide/aluminium ayaa yareeya miisaanka taarikada ilaalinta ee ugu horreeya matoorka turbofan 40% waxayna hagaajiyaan hufnaanta shidaalka 2.3%.
III. Rajooyinka Warshadaha: Badweynta Buluugga ah ee Cusub ee Suuq Tiriliyan Doollar ah
1. Codsiyada ayaa ku baahay dhammaan meelaha.
Difaaca iyo Warshadaha Milatariga: Diyaaradaha xamuulka ee Osprey ee militariga Mareykanka waxay isticmaalaan hubka isku dhafan ee B4C, kaas oo miisaanka hoos u dhigaya 40% isla markaana bixiya difaac ka sarreeya hubka birta dhaqameed.
Semiconductors iyo Elektaroonikada: Khaladka heerka siman ee wafer-ka ee Boron carbide < 1μm, oo buuxinaya shuruudaha saxnaanta aadka u sarreeya ee mashiinnada lithography-ga EUV. Tiknoolajiyadda sintering-ka heerkulka hooseeya ee Zhihe New Materials waxay hoos u dhigtaa heerkulka sintering-ka B4C ilaa 1950℃, taasoo ka dhigaysa codsigeeda goobta sintering-ka semiconductor-ka.
Tamarta Cusub iyo Ilaalinta Deegaanka: Afka birta ah ee Boron carbide wuxuu kordhiyaa cimriga qalabka gubanaya ciidda cadaadiska sare leh laga bilaabo 3 bilood ilaa 2 sano, taasoo hoos u dhigaysa kharashyada dayactirka 80%. Adeegsigooda tamarta nukliyeerka, unugyada qorraxda, iyo meelaha kale ayaa sidoo kale si degdeg ah u sii fidaya.
2. Cabbirka Suuqa iyo Saami-qaybsiga Siyaasadda
Suuqa caalamiga ah ee boron carbide ayaa la saadaalinayaa inuu ka kici doono $180 milyan sanadka 2025 ilaa $320 milyan sanadka 2030, taasoo ka dhigan CAGR oo ah 9.5%. Maadaama uu yahay soo-saaraha ugu weyn adduunka, Shiinuhu wuxuu qabsanayaa booska hormuudka ah ee warshadaha iyada oo loo marayo taageerada siyaasadeed iyo horumarro tignoolajiyadeed.
Tiknoolajiyadda Spark plasma sintering (SPCS) waxay horseed u tahay walxaha boron carbide laga bilaabo shaybaarka ilaa warshadaha. Waxqabadkeeda sare ee adkaanta, xasilloonida kulaylka, iyo nuugista neutron-ka waxay bixisaa xalal carqaladeeya difaaca, tamarta, iyo elektaroonigga. Iyada oo la adeegsanayo horumarka tignoolajiyada iyo taageerada siyaasadda, boron carbide, "dheemankan madow," shaki la'aan wuxuu ku iftiimin doonaa codsiyo badan, isagoo noqonaya mid ka mid ah agabka muhiimka ah ee horseedda horumarka tignoolajiyada aadanaha.