Kabidi ya boroni ni fuwele nyeusi yenye mng'ao wa metali, pia inajulikana kama almasi nyeusi, ambayo ni ya nyenzo zisizo za metali zisizo za kikaboni. Kwa sasa, kila mtu anafahamu nyenzo za kabidi ya boroni, ambayo inaweza kuwa kutokana na matumizi ya silaha zisizo na risasi, kwa sababu ina msongamano mdogo zaidi kati ya vifaa vya kauri, ina faida za moduli ya elastic na ugumu wa juu, na inaweza kufikia matumizi mazuri ya vipande vidogo vya kunyonya makombora. Athari ya nishati, huku ikiweka mzigo chini iwezekanavyo. Lakini kwa kweli, kabidi ya boroni ina sifa nyingine nyingi za kipekee, ambazo zinaweza kuifanya iwe na jukumu muhimu katika abrasives, vifaa vya refractory, sekta ya nyuklia, anga na nyanja zingine.
Sifa zakabidi ya boroni
Kwa upande wa sifa za kimwili, ugumu wa kabidi ya boroni hutokana na nitridi ya almasi na boroni ya ujazo pekee, na bado inaweza kudumisha nguvu ya juu katika halijoto ya juu, ambayo inaweza kutumika kama nyenzo bora inayostahimili uchakavu wa halijoto ya juu; msongamano wa kabidi ya boroni ni mdogo sana (msongamano wa kinadharia ni 2.52 g/cm3 pekee), mwepesi kuliko vifaa vya kawaida vya kauri, na unaweza kutumika katika uwanja wa anga; kabidi ya boroni ina uwezo mkubwa wa kunyonya neutroni, utulivu mzuri wa joto, na kiwango cha kuyeyuka cha 2450 ° C, kwa hivyo pia hutumika sana katika tasnia ya nyuklia. Uwezo wa kunyonya neutroni wa neutroni unaweza kuboreshwa zaidi kwa kuongeza vipengele vya B; vifaa vya kabidi ya boroni vyenye mofolojia na muundo maalum pia vina sifa maalum za fotoelectric; kwa kuongezea, kabidi ya boroni ina kiwango cha kuyeyuka cha juu, moduli ya juu ya elastic, mgawo wa upanuzi wa chini na mzuri. Faida hizi huifanya kuwa nyenzo inayowezekana ya matumizi katika nyanja nyingi kama vile madini, tasnia ya kemikali, mashine, anga na tasnia ya kijeshi. Kwa mfano, sehemu zinazostahimili kutu na kuvaa, kutengeneza silaha zinazostahimili risasi, viboko vya kudhibiti mtambo na vipengele vya joto, n.k.
Kwa upande wa sifa za kemikali, karubaidi ya boroni haiguswi na asidi, alkali na misombo mingi isiyo ya kikaboni kwenye halijoto ya kawaida, na haiguswi sana na oksijeni na gesi za halojeni kwenye halijoto ya kawaida, na sifa zake za kemikali ni thabiti. Zaidi ya hayo, unga wa karubaidi ya boroni huamilishwa na halojeni kama wakala wa kuchomoa chuma, na boroni huingizwa kwenye uso wa chuma ili kuunda filamu ya borubaidi ya chuma, na hivyo kuongeza nguvu na upinzani wa uchakavu wa nyenzo, na sifa zake za kemikali ni bora.
Sote tunajua kwamba asili ya nyenzo huamua matumizi, kwa hivyo ni katika matumizi gani poda ya kabodi ya boroni ina utendaji bora?Wahandisi wa kituo cha utafiti na maendeleo chaTeknolojia ya UrbanMines.Co., Ltd. ilifanya muhtasari ufuatao.
Matumizi yakabidi ya boroni
1. Carbide ya boroni hutumika kama kisu cha kung'arisha
Matumizi ya kabidi ya boroni kama kifaa cha kukwaruza hutumika zaidi kwa kusaga na kung'arisha yakuti. Miongoni mwa vifaa vigumu sana, ugumu wa kabidi ya boroni ni bora kuliko ule wa oksidi ya alumini na kabidi ya silikoni, ya pili kwa almasi na nitridi ya boroni ya ujazo. Yakuti ni nyenzo bora zaidi ya substrate kwa diode za semiconductor GaN/Al2O3 zinazotoa mwanga (LEDs), saketi kubwa zilizounganishwa za SOI na SOS, na filamu za nanostructure zinazoongoza. Ulaini wa uso ni wa juu sana na lazima uwe laini sana. Hakuna kiwango cha uharibifu. Kutokana na nguvu kubwa na ugumu mkubwa wa fuwele yakuti (ugumu wa Mohs 9), imeleta ugumu mkubwa kwa biashara za usindikaji.
Kwa mtazamo wa vifaa na kusaga, vifaa bora vya kusindika na kusaga fuwele za yakuti ni almasi bandia, kabidi ya boroni, kabidi ya silikoni, na dioksidi ya silikoni. Ugumu wa almasi bandia ni mkubwa sana (ugumu wa Mohs 10) wakati wa kusaga kabidi ya yakuti, itakwaruza uso, kuathiri upitishaji wa mwanga wa kabidi, na bei ni ghali; baada ya kukata kabidi ya silikoni, ukali wa RA kwa kawaida huwa juu na ulaini ni duni; Hata hivyo, ugumu wa silika haitoshi (ugumu wa Mohs 7), na nguvu ya kusaga ni duni, ambayo inachukua muda mwingi na inahitaji nguvu nyingi katika mchakato wa kusaga. Kwa hivyo, kabidi ya boroni (ugumu wa Mohs 9.3) imekuwa nyenzo bora zaidi ya kusindika na kusaga fuwele za yakuti, na ina utendaji bora katika kusaga kabidi za yakuti zenye pande mbili na kupunguza na kung'arisha mgongo wa kabidi za epitaxial za LED zenye msingi wa yakuti.
Inafaa kutaja kwamba wakati kabidi ya boroni iko juu ya 600 ° C, uso utaoksidishwa kuwa filamu ya B2O3, ambayo itaufanya ulainike kwa kiwango fulani, kwa hivyo haifai kwa kusaga kavu kwa joto la juu sana katika matumizi ya kukwaruza, inafaa tu kwa kung'arisha kusaga kioevu. Hata hivyo, sifa hii inazuia B4C kuoksidishwa zaidi, na kuifanya iwe na faida za kipekee katika matumizi ya vifaa vya kukataa.
2. Matumizi katika nyenzo zinazokinza
Kabidi ya boroni ina sifa za kuzuia oksidi na upinzani wa joto la juu. Kwa ujumla hutumika kama nyenzo za hali ya juu za kinzani zenye umbo na zisizo na umbo na hutumika sana katika nyanja mbalimbali za madini, kama vile majiko ya chuma na fanicha za tanuru.
Kwa mahitaji ya kuokoa nishati na kupunguza matumizi katika tasnia ya chuma na chuma na kuyeyusha chuma chenye kaboni kidogo na chuma chenye kaboni kidogo sana, utafiti na ukuzaji wa matofali ya magnesia-kaboni yenye kaboni kidogo (kwa ujumla maudhui ya kaboni <8%) yenye utendaji bora umevutia umakini zaidi na zaidi kutoka kwa viwanda vya ndani na nje. Kwa sasa, utendaji wa matofali ya magnesia-kaboni yenye kaboni kidogo kwa ujumla unaboreshwa kwa kuboresha muundo wa kaboni iliyounganishwa, kuboresha muundo wa matrix wa matofali ya magnesia-kaboni, na kuongeza vioksidishaji vyenye ufanisi mkubwa. Miongoni mwao, kaboni yenye grafiti iliyotengenezwa kwa kabidi ya boroni ya kiwango cha viwanda na kaboni nyeusi yenye grafiti iliyotumika. Poda nyeusi yenye mchanganyiko, inayotumika kama chanzo cha kaboni na antioxidant kwa matofali ya magnesia-kaboni yenye kaboni kidogo, imepata matokeo mazuri.
Kwa kuwa kabidi ya boroni italainishwa kwa kiwango fulani katika halijoto ya juu, inaweza kuunganishwa kwenye uso wa chembe nyingine za nyenzo. Hata kama bidhaa imezidiwa, filamu ya oksidi ya B2O3 juu ya uso inaweza kuunda ulinzi fulani na kuchukua jukumu la kuzuia oksidi. Wakati huo huo, kwa sababu fuwele za safu zinazozalishwa na mmenyuko husambazwa kwenye matrix na mapengo ya nyenzo inayokinza, unyeyushaji hupunguzwa, nguvu ya joto la wastani huboreshwa, na ujazo wa fuwele zinazozalishwa hupanuka, ambayo inaweza kuponya kupungua kwa ujazo na kupunguza nyufa.
3. Vifaa vinavyoweza kuzuia risasi vinavyotumika kuimarisha ulinzi wa taifa
Kwa sababu ya ugumu wake wa juu, nguvu kubwa, mvuto mdogo maalum, na kiwango cha juu cha upinzani wa balistiki, karabidi ya boroni inaendana haswa na mtindo wa vifaa vyepesi vya kuzuia risasi. Ni nyenzo bora zaidi ya kuzuia risasi kwa ajili ya ulinzi wa ndege, magari, silaha, na miili ya binadamu; kwa sasa,Baadhi ya nchiwamependekeza utafiti wa silaha za kupambana na balestiki za boroni kabidi za gharama nafuu, wakilenga kukuza matumizi makubwa ya silaha za kupambana na balestiki za boroni kabidi katika sekta ya ulinzi.
4. Matumizi katika tasnia ya nyuklia
Kabidi ya boroni ina sehemu ya juu ya unyonyaji wa neutroni na wigo mpana wa nishati ya neutroni, na inatambulika kimataifa kama kifyonzaji bora cha neutroni kwa tasnia ya nyuklia. Miongoni mwao, sehemu ya joto ya isotopu ya boroni-10 ina urefu wa hadi 347×10-24 cm2, ya pili kwa vipengele vichache kama vile gadolinium, samarium, na cadmium, na ni kifyonzaji bora cha neutroni cha joto. Zaidi ya hayo, kabidi ya boroni ina rasilimali nyingi, haivumilii kutu, utulivu mzuri wa joto, haitoi isotopu zenye mionzi, na ina nishati ya chini ya miale ya sekondari, kwa hivyo kabidi ya boroni hutumika sana kama nyenzo za kudhibiti na vifaa vya kinga katika mitambo ya nyuklia.
Kwa mfano, katika tasnia ya nyuklia, mtambo wa kupoza gesi wenye joto la juu hutumia mfumo wa kuzima mpira unaofyonza boroni kama mfumo wa pili wa kuzima. Katika tukio la ajali, wakati mfumo wa kwanza wa kuzima unashindwa, mfumo wa pili wa kuzima hutumia idadi kubwa ya chembechembe za karabidi ya boroni. Huanguka huru kwenye mfereji wa safu ya kuakisi ya kiini cha mtambo, n.k., ili kuzima mtambo na kufanya kuzima kwa baridi, ambapo mpira unaofyonza ni mpira wa grafiti ulio na karabidi ya boroni. Kazi kuu ya kiini cha karabidi ya boroni katika mtambo wa kupoza gesi wenye joto la juu ni kudhibiti nguvu na usalama wa mtambo. Matofali ya kaboni yamejazwa nyenzo za kufyonza karabidi ya boroni na neutroni, ambayo inaweza kupunguza miale ya neutroni ya chombo cha shinikizo la mtambo.
Kwa sasa, nyenzo za boridi kwa ajili ya vinu vya nyuklia zinajumuisha hasa nyenzo zifuatazo: boroni kabidi (vijiti vya kudhibiti, vijiti vya kinga), asidi boroni (kidhibiti, kipoezaji), chuma boroni (vijiti vya kudhibiti na vifaa vya kuhifadhia mafuta ya nyuklia na taka za nyuklia), boroni Europium (nyenzo ya sumu inayoweza kuungua), n.k.