போரான் கார்பைடு தூள் எதற்குப் பயன்படுகிறது?

போரான் கார்பைடு என்பது உலோகப் பளபளப்புடன் கூடிய ஒரு கருப்புப் படிகமாகும், இது கருப்பு வைரம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் இது கனிமமற்ற உலோகப் பொருட்களின் வகையைச் சேர்ந்தது. தற்போது, ​​போரான் கார்பைடு என்ற பொருள் அனைவருக்கும் நன்கு பரிச்சயமானது, இதற்குக் காரணம் குண்டு துளைக்காத கவசங்களில் அதன் பயன்பாடாக இருக்கலாம். ஏனெனில், பீங்கான் பொருட்களிலேயே இது மிகக் குறைந்த அடர்த்தியைக் கொண்டுள்ளது, உயர் மீள் குணகம் மற்றும் அதிக கடினத்தன்மை போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் எறிகணைகளின் ஆற்றல் தாக்கத்தை உறிஞ்சுவதற்கு நுண்-பிளவுகளை சிறப்பாகப் பயன்படுத்த முடியும், அதே நேரத்தில் சுமையை முடிந்தவரை குறைவாக வைத்திருக்கவும் உதவுகிறது. ஆனால் உண்மையில், போரான் கார்பைடுக்கு வேறு பல தனித்துவமான பண்புகளும் உள்ளன, அவை உராய்வுப் பொருட்கள், வெப்பத்தடுப்புப் பொருட்கள், அணுசக்தித் தொழில், விண்வெளி மற்றும் பிற துறைகளில் இது ஒரு முக்கியப் பங்கை வகிக்கச் செய்கின்றன.

பண்புகள்போரான் கார்பைடு

இயற்பியல் பண்புகளைப் பொறுத்தவரை, போரான் கார்பைடின் கடினத்தன்மை வைரம் மற்றும் கனசதுர போரான் நைட்ரைடுக்கு அடுத்தபடியாக உள்ளது, மேலும் இது அதிக வெப்பநிலையிலும் உயர் வலிமையைத் தக்க வைத்துக் கொள்ளும் திறன் கொண்டது, இது ஒரு சிறந்த உயர்-வெப்பநிலை தேய்மான-எதிர்ப்புப் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படலாம்; போரான் கார்பைடின் அடர்த்தி மிகக் குறைவு (கோட்பாட்டு அடர்த்தி 2.52 கி/செ.மீ³ மட்டுமே), சாதாரண பீங்கான் பொருட்களை விட எடை குறைவானது, மேலும் இது விண்வெளித் துறையில் பயன்படுத்தப்படலாம்; போரான் கார்பைடு வலுவான நியூட்ரான் உறிஞ்சும் திறன், நல்ல வெப்ப நிலைத்தன்மை மற்றும் 2450 °C உருகுநிலை ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது, எனவே இது அணுசக்தித் துறையிலும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. போரான் தனிமங்களைச் சேர்ப்பதன் மூலம் நியூட்ரானின் நியூட்ரான் உறிஞ்சும் திறனை மேலும் மேம்படுத்த முடியும்; குறிப்பிட்ட உருவவியல் மற்றும் கட்டமைப்பைக் கொண்ட போரான் கார்பைடு பொருட்கள் சிறப்பு ஒளிமின்னியல் பண்புகளையும் கொண்டுள்ளன; கூடுதலாக, போரான் கார்பைடு உயர் உருகுநிலை, உயர் மீள் குணகம், குறைந்த விரிவாக்க குணகம் மற்றும் நல்ல பண்புகள் போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டிருப்பதால், இது உலோகவியல், இரசாயனத் தொழில், இயந்திரங்கள், விண்வெளி மற்றும் இராணுவத் தொழில் போன்ற பல துறைகளில் ஒரு சாத்தியமான பயன்பாட்டுப் பொருளாக அமைகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, அரிமானம் மற்றும் தேய்மானத்தைத் தாங்கும் பாகங்கள், குண்டு துளைக்காத கவசம் தயாரித்தல், அணு உலை கட்டுப்பாட்டுக் கம்பிகள் மற்றும் வெப்பமின்னியல் கூறுகள் போன்றவை.

வேதியியல் பண்புகளைப் பொறுத்தவரை, போரான் கார்பைடு அறை வெப்பநிலையில் அமிலங்கள், காரங்கள் மற்றும் பெரும்பாலான கனிமச் சேர்மங்களுடன் வினைபுரிவதில்லை; மேலும், அறை வெப்பநிலையில் ஆக்சிஜன் மற்றும் ஹாலஜன் வாயுக்களுடன் அரிதாகவே வினைபுரிகிறது, அதன் வேதியியல் பண்புகளும் நிலையானவை. கூடுதலாக, போரான் கார்பைடு தூளானது எஃகை போரேற்றும் காரணியாக ஹாலஜனால் செயல்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் போரான் எஃகின் மேற்பரப்பில் ஊடுருவி ஒரு இரும்பு போரைடு படலத்தை உருவாக்குகிறது. இதன்மூலம், பொருளின் வலிமை மற்றும் தேய்மான எதிர்ப்புத்திறன் மேம்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் அதன் வேதியியல் பண்புகளும் மிகச் சிறந்தவை.

பொருளின் தன்மையே அதன் பயன்பாட்டைத் தீர்மானிக்கிறது என்பது நாம் அனைவரும் அறிந்ததே, அப்படியானால் எந்தெந்தப் பயன்பாடுகளில் போரான் கார்பைடு தூள் சிறப்பான செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளது?ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு மையத்தின் பொறியாளர்கள்நகர்ப்புறச் சுரங்கத் தொழில்நுட்பம்கோ., லிமிடெட் பின்வரும் சுருக்கத்தை வழங்கியது.

பயன்பாடுபோரான் கார்பைடு

1. போரான் கார்பைடு மெருகூட்டும் சிராய்ப்பாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

போரான் கார்பைடை ஒரு சிராய்ப்புப் பொருளாகப் பயன்படுத்துவது, முக்கியமாக நீலக்கல்லை அரைப்பதற்கும் மெருகூட்டுவதற்கும் பயன்படுகிறது. மீக்கடினப் பொருட்களில், போரான் கார்பைடின் கடினத்தன்மை, அலுமினியம் ஆக்சைடு மற்றும் சிலிக்கான் கார்பைடை விடச் சிறந்தது; வைரம் மற்றும் கனசதுர போரான் நைட்ரைடுக்கு அடுத்தபடியாக இது உள்ளது. குறைக்கடத்தி GaN/Al₂O₃ ஒளி உமிழும் டையோடுகள் (LEDகள்), பெரிய அளவிலான ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள் (SOI மற்றும் SOS), மற்றும் மீக்கடத்தும் நானோகட்டமைப்புப் படலங்கள் ஆகியவற்றுக்கு நீலக்கல் மிகவும் உகந்த அடி மூலக்கூறுப் பொருளாகும். இதன் மேற்பரப்பின் வழவழப்புத்தன்மை மிக அதிகமாக இருக்க வேண்டும், மேலும் அது எந்தவித சேதமும் இன்றி மிகவும் வழவழப்பாக இருக்க வேண்டும். நீலக்கல் படிகத்தின் அதிக வலிமை மற்றும் அதிக கடினத்தன்மை (மோஸ் கடினத்தன்மை 9) காரணமாக, இது பதப்படுத்தும் நிறுவனங்களுக்குப் பெரும் சிரமங்களை ஏற்படுத்தியுள்ளது.

பொருட்கள் மற்றும் அரைத்தல் ஆகியவற்றின் கண்ணோட்டத்தில், நீலக்கல் படிகங்களைப் பதப்படுத்துவதற்கும் அரைப்பதற்கும் சிறந்த பொருட்கள் செயற்கை வைரம், போரான் கார்பைடு, சிலிக்கான் கார்பைடு மற்றும் சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு ஆகும். செயற்கை வைரத்தின் கடினத்தன்மை (மோஸ் கடினத்தன்மை 10) மிகவும் அதிகமாக இருப்பதால், நீலக்கல் தகட்டை அரைக்கும்போது, ​​அது மேற்பரப்பைக் கீறி, தகட்டின் ஒளி ஊடுருவலைப் பாதிக்கும், மேலும் அதன் விலையும் அதிகம்; சிலிக்கான் கார்பைடை அரைத்த பிறகு, அதன் சொரசொரப்புத்தன்மை (RA) பொதுவாக அதிகமாகவும், சமதளத்தன்மை குறைவாகவும் இருக்கும்; இருப்பினும், சிலிக்காவின் கடினத்தன்மை (மோஸ் கடினத்தன்மை 7) போதுமானதாக இல்லை, மேலும் அரைக்கும் விசையும் குறைவாக உள்ளது, இது அரைக்கும் செயல்முறையில் அதிக நேரத்தையும் உழைப்பையும் கோருகிறது. எனவே, போரான் கார்பைடு சிராய்ப்புப் பொருள் (மோஸ் கடினத்தன்மை 9.3) நீலக்கல் படிகங்களைப் பதப்படுத்துவதற்கும் அரைப்பதற்கும் மிகவும் உகந்த பொருளாக மாறியுள்ளது, மேலும் இது நீலக்கல் தகடுகளை இருபுறமும் அரைப்பதிலும், நீலக்கல் அடிப்படையிலான LED எபிடெக்சியல் தகடுகளைப் பின்புறம் மெல்லியதாக்கி மெருகூட்டுவதிலும் சிறந்த செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளது.

போரான் கார்பைடு 600 ° C-க்கு மேல் இருக்கும்போது, ​​அதன் மேற்பரப்பு B2O3 படலமாக ஆக்சிஜனேற்றம் அடைந்து, ஓரளவிற்கு மென்மையாகும் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. எனவே, சிராய்ப்புப் பயன்பாடுகளில் மிக அதிக வெப்பநிலையில் உலர் அரைத்தலுக்கு இது உகந்ததல்ல; மெருகூட்டும் திரவ அரைத்தலுக்கு மட்டுமே இது பொருத்தமானது. இருப்பினும், இந்தப் பண்பு B4C மேலும் ஆக்சிஜனேற்றம் அடைவதைத் தடுப்பதால், இது வெப்பத்தைத் தாங்கும் பொருட்களின் பயன்பாட்டில் தனித்துவமான நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது.

2. வெப்பம் தாங்கும் பொருட்களில் பயன்பாடு

போரான் கார்பைடு ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பு மற்றும் உயர் வெப்பநிலை எதிர்ப்புப் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. இது பொதுவாக மேம்பட்ட, வடிவமைக்கப்பட்ட மற்றும் வடிவமைக்கப்படாத வெப்பத்தடுப்புப் பொருட்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மேலும், எஃகு அடுப்புகள் மற்றும் சூளை தளவாடங்கள் போன்ற உலோகவியலின் பல்வேறு துறைகளில் இது பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

இரும்பு மற்றும் எஃகுத் தொழிலில் ஆற்றல் சேமிப்பு மற்றும் நுகர்வுக் குறைப்புத் தேவைகள், மற்றும் குறைந்த கார்பன் எஃகு மற்றும் மிகக் குறைந்த கார்பன் எஃகு உருக்குதல் ஆகியவற்றின் காரணமாக, சிறந்த செயல்திறன் கொண்ட குறைந்த கார்பன் மக்னீசியா-கார்பன் செங்கற்களின் (பொதுவாக <8% கார்பன் உள்ளடக்கம்) ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு, உள்நாட்டு மற்றும் வெளிநாட்டுத் தொழில்துறைகளின் அதிக கவனத்தை ஈர்த்து வருகிறது. தற்போது, ​​பிணைக்கப்பட்ட கார்பன் கட்டமைப்பை மேம்படுத்துதல், மக்னீசியா-கார்பன் செங்கற்களின் மேட்ரிக்ஸ் கட்டமைப்பை உகந்ததாக்குதல், மற்றும் அதிக செயல்திறன் கொண்ட ஆக்சிஜனேற்றத் தடுப்பான்களைச் சேர்ப்பதன் மூலம் குறைந்த கார்பன் மக்னீசியா-கார்பன் செங்கற்களின் செயல்திறன் பொதுவாக மேம்படுத்தப்படுகிறது. அவற்றுள், தொழில்துறை தரத்திலான போரான் கார்பைடு மற்றும் பகுதியளவு கிராஃபைடைஸ் செய்யப்பட்ட கார்பன் பிளாக் ஆகியவற்றால் ஆன கிராஃபைடைஸ் செய்யப்பட்ட கார்பன் பயன்படுத்தப்படுகிறது. குறைந்த கார்பன் மக்னீசியா-கார்பன் செங்கற்களுக்கு கார்பன் மூலமாகவும் ஆக்சிஜனேற்றத் தடுப்பானாகவும் பயன்படுத்தப்படும் பிளாக் கலப்புப் பொடி, நல்ல முடிவுகளை அடைந்துள்ளது.

போரான் கார்பைடு உயர் வெப்பநிலையில் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிற்கு மென்மையாவதால், அதை மற்ற பொருள் துகள்களின் மேற்பரப்பில் இணைக்க முடியும். உற்பத்திப் பொருள் அடர்த்தியாக்கப்பட்டாலும், மேற்பரப்பில் உள்ள B2O3 ஆக்சைடு படலம் ஒரு குறிப்பிட்ட பாதுகாப்பை உருவாக்கி, ஆக்சிஜனேற்றத் தடுப்புப் பங்கையும் ஆற்றுகிறது. அதே நேரத்தில், வினையினால் உருவாகும் தூண் வடிவப் படிகங்கள், வெப்பத்தைத் தாங்கும் பொருளின் மூலக்கூறு அமைப்பிலும் இடைவெளிகளிலும் பரவுவதால், நுண்துளைத்தன்மை குறைந்து, நடுத்தர வெப்பநிலை வலிமை மேம்பட்டு, உருவாகும் படிகங்களின் கன அளவு விரிவடைகிறது. இது கன அளவு சுருக்கத்தைச் சரிசெய்து, விரிசல்களைக் குறைக்கும்.

3. தேசிய பாதுகாப்பை மேம்படுத்தப் பயன்படுத்தப்படும் குண்டு துளைக்காத பொருட்கள்

அதன் அதிக கடினத்தன்மை, உயர் வலிமை, குறைந்த தன் ஈர்ப்பு விசை மற்றும் உயர் மட்ட குண்டு துளைக்காத எதிர்ப்புத்திறன் ஆகியவற்றின் காரணமாக, போரான் கார்பைடு குறிப்பாக இலகுரக குண்டு துளைக்காத பொருட்களின் தற்போதைய போக்கிற்கு ஏற்றதாக உள்ளது. விமானங்கள், வாகனங்கள், கவசங்கள் மற்றும் மனித உடல்களைப் பாதுகாப்பதற்கான சிறந்த குண்டு துளைக்காத பொருள் இதுவே ஆகும்; தற்போது,சில நாடுகள்பாதுகாப்புத் துறையில் போரான் கார்பைடு குண்டு துளைக்காத கவசங்களின் பெருமளவிலான பயன்பாட்டை ஊக்குவிக்கும் நோக்கில், குறைந்த விலை போரான் கார்பைடு குண்டு துளைக்காத கவசங்கள் குறித்த ஆராய்ச்சியை முன்மொழிந்துள்ளனர்.

4. அணுசக்தித் துறையில் பயன்பாடு

போரான் கார்பைடு அதிக நியூட்ரான் உறிஞ்சும் குறுக்குவெட்டுப் பரப்பையும் பரந்த நியூட்ரான் ஆற்றல் நிறமாலையையும் கொண்டிருப்பதால், அணுசக்தித் தொழிலுக்கான சிறந்த நியூட்ரான் உறிஞ்சியாக சர்வதேச அளவில் அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளது. அவற்றுள், போரான்-10 ஐசோடோப்பின் வெப்பப் பரப்பு 347×10⁻²⁴ செ.மீ² வரை அதிகமாக உள்ளது; இது கடோலினியம், சமாரியம் மற்றும் காட்மியம் போன்ற ஒரு சில தனிமங்களுக்கு அடுத்தபடியாக உள்ளது, மேலும் இது ஒரு திறமையான வெப்ப நியூட்ரான் உறிஞ்சியாகும். கூடுதலாக, போரான் கார்பைடு வளங்கள் நிறைந்தது, அரிப்பை எதிர்க்கும் தன்மை கொண்டது, நல்ல வெப்ப நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது, கதிரியக்க ஐசோடோப்புகளை உருவாக்காது, மற்றும் குறைந்த இரண்டாம் நிலைக் கதிர் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. எனவே, போரான் கார்பைடு அணு உலைகளில் கட்டுப்பாட்டுப் பொருட்கள் மற்றும் கவசப் பொருட்களாகப் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

உதாரணமாக, அணுசக்தித் துறையில், உயர்-வெப்பநிலை வாயு-குளிரூட்டப்பட்ட அணு உலை, இரண்டாவது நிறுத்த அமைப்பாக போரான் உறிஞ்சும் பந்து நிறுத்த அமைப்பைப் பயன்படுத்துகிறது. ஒரு விபத்து ஏற்படும் பட்சத்தில், முதல் நிறுத்த அமைப்பு செயலிழக்கும்போது, ​​இரண்டாவது நிறுத்த அமைப்பானது, அதிக எண்ணிக்கையிலான போரான் கார்பைடு உருண்டைகளை அணு உலை மையத்தின் பிரதிபலிப்பு அடுக்கின் வழித்தடத்தில் தடையின்றி விழச் செய்து, அணு உலையை நிறுத்தி குளிர் நிறுத்தத்தை (cold shutdown) செயல்படுத்துகிறது. இதில், உறிஞ்சும் பந்து என்பது போரான் கார்பைடு கொண்ட ஒரு கிராஃபைட் பந்தாகும். உயர்-வெப்பநிலை வாயு-குளிரூட்டப்பட்ட அணு உலையில் உள்ள போரான் கார்பைடு மையத்தின் முக்கிய செயல்பாடு, அணு உலையின் ஆற்றலையும் பாதுகாப்பையும் கட்டுப்படுத்துவதாகும். கார்பன் செங்கலானது போரான் கார்பைடு நியூட்ரான் உறிஞ்சும் பொருளால் செறிவூட்டப்பட்டுள்ளது, இது அணு உலை அழுத்தக் கலனின் நியூட்ரான் கதிர்வீச்சைக் குறைக்க வல்லது.

தற்போது, ​​அணு உலைகளுக்கான போரைடுப் பொருட்களில் முக்கியமாகப் பின்வரும் பொருட்கள் அடங்கும்: போரான் கார்பைடு (கட்டுப்பாட்டுக் கம்பிகள், கவசக் கம்பிகள்), போரிக் அமிலம் (தணிப்பான், குளிர்விப்பான்), போரான் எஃகு (கட்டுப்பாட்டுக் கம்பிகள் மற்றும் அணு எரிபொருள், அணுக்கழிவுகளுக்கான சேமிப்புப் பொருட்கள்), போரான் யூரோப்பியம் (அணுக்கரு எரியக்கூடிய நச்சுப் பொருள்) போன்றவை.