Карбиди бор кристали сиёҳ бо дурахши металлӣ аст, ки онро алмоси сиёҳ низ меноманд ва ба маводи ғайриорганикии ғайриметаллӣ тааллуқ дорад. Дар айни замон, ҳама бо маводи карбиди бор ошно ҳастанд, ки ин метавонад аз истифодаи зиреҳи тирногузар бошад, зеро он дар байни маводҳои сафолӣ зичии пасттарин дорад, бартариҳои модули баланди эластикӣ ва сахтии баландро дорад ва метавонад ба истифодаи хуби микрошикастагӣ барои ҷабби тирҳо ноил гардад. Таъсири энергия, дар ҳоле ки борро то ҳадди имкон паст нигоҳ медорад. Аммо дар асл, карбиди бор бисёр хосиятҳои беназири дигар дорад, ки метавонанд онро дар абразивҳо, маводҳои оташгиранда, саноати ҳастаӣ, аэрокосмос ва дигар соҳаҳо нақши муҳим бозанд.
Хусусиятҳоикарбиди бор
Аз ҷиҳати хосиятҳои физикӣ, сахтии карбиди бор танҳо пас аз нитриди бор алмос ва кубӣ аст ва он метавонад дар ҳарорати баланд қувваи баландро нигоҳ дорад, ки онро ҳамчун маводи идеалии тобовар ба фарсудашавии ҳарорати баланд истифода бурдан мумкин аст; зичии карбиди бор хеле хурд аст (зичии назариявӣ танҳо 2,52 г/см3), аз маводҳои оддии сафолӣ сабуктар аст ва метавонад дар соҳаи кайҳонӣ истифода шавад; карбиди бор қобилияти ҷабби қавии нейтрон, устувории хуби гармӣ ва нуқтаи обшавии 2450°C дорад, аз ин рӯ он инчунин дар саноати ҳастаӣ васеъ истифода мешавад. Қобилияти ҷабби нейтронҳои нейтронро бо илова кардани унсурҳои В боз ҳам беҳтар кардан мумкин аст; маводҳои карбиди бор бо морфология ва сохтори мушаххас инчунин хосиятҳои махсуси фотоэлектрикӣ доранд; илова бар ин, карбиди бор нуқтаи обшавии баланд, модули баланди эластикӣ, коэффитсиенти пасти васеъшавӣ ва хуб дорад. Ин бартариҳо онро ба маводи эҳтимолии татбиқ дар бисёр соҳаҳо, аз қабили металлургия, саноати кимиё, мошинсозӣ, кайҳонӣ ва саноати ҳарбӣ табдил медиҳанд. Масалан, қисмҳои ба зангзанӣ ва фарсудашавӣ тобовар, истеҳсоли зиреҳи тирногузар, чӯбҳои идоракунии реактор ва унсурҳои термоэлектрикӣ ва ғайра.
Аз нигоҳи хосиятҳои кимиёвӣ, карбиди бор дар ҳарорати хонагӣ бо кислотаҳо, ишқорҳо ва аксари пайвастагиҳои ғайриорганикӣ реаксия намекунад ва дар ҳарорати хонагӣ бо оксиген ва газҳои галогенӣ қариб реаксия намекунад ва хосиятҳои химиявии он устуворанд. Ғайр аз ин, хокаи карбиди бор аз ҷониби галоген ҳамчун агенти боркунии пӯлод фаъол мешавад ва бор ба сатҳи пӯлод ворид шуда, плёнкаи бориди оҳанро ташкил медиҳад, ки бо ин роҳ мустаҳкамӣ ва муқовимати фарсудашавии маводро афзоиш медиҳад ва хосиятҳои химиявии он аъло мебошанд.
Ҳамаи мо медонем, ки табиати мавод истифодабариро муайян мекунад, пас хокаи карбиди бор дар кадом барномаҳо самаранокии аъло дорад?Муҳандисони Маркази тадқиқот ва рушдТехнологияи UrbanMines.Ширкати Co., Ltd. хулосаи зеринро тартиб дод.
Татбиқикарбиди бор
1. Карбиди бор ҳамчун абразивии сайқалдиҳанда истифода мешавад
Истифодаи карбиди бор ҳамчун абразив асосан барои майда кардан ва сайқал додани сапфир истифода мешавад. Дар байни маводҳои фавқулодда сахт, сахтии карбиди бор нисбат ба оксиди алюминий ва карбиди кремний беҳтар аст ва танҳо пас аз нитриди борҳои алмос ва мукаабӣ дар ҷои дуюм аст. Саффир маводи субстратии беҳтарин барои диодҳои рӯшноии нимноқил GaN/Al2O3 (LED), схемаҳои интегралии калонҳаҷм SOI ва SOS ва плёнкаҳои наноструктураи фавқулодда ноқил мебошад. Ҳамвории сатҳ хеле баланд аст ва бояд ултраҳамвор бошад. Бе дараҷаи зарар. Аз сабаби мустаҳкамии баланд ва сахтии баланди булӯри сапфир (сахтии Моҳс 9), он барои корхонаҳои коркард мушкилоти зиёд эҷод кардааст.
Аз нигоҳи мавод ва майдакунӣ, беҳтарин мавод барои коркард ва майда кардани кристаллҳои сафир алмоси синтетикӣ, карбиди бор, карбиди кремний ва диоксиди кремний мебошанд. Сахтии алмоси сунъӣ хеле баланд аст (сахтии Моҳс 10), вақте ки майда кардани вафли сафир сатҳро харошида, ба гузариши нури вафл таъсир мерасонад ва нархаш гарон аст; пас аз буридани карбиди кремний, ноҳамвории RA одатан баланд ва ҳамворӣ бад аст; Аммо, сахтии кремний кофӣ нест (сахтии Моҳс 7) ва қувваи майдакунӣ суст аст, ки дар раванди майдакунӣ вақт ва меҳнатталаб аст. Аз ин рӯ, абразиви карбиди бор (сахтии Моҳс 9.3) ба маводи беҳтарин барои коркард ва майда кардани кристаллҳои сафир табдил ёфтааст ва дар майдакунии дуҷонибаи вафли сафир ва тунуккунӣ ва сайқал додани вафлиҳои эпитаксиалии LED-и сафир дорои сифати аъло мебошад.
Қобили зикр аст, ки вақте ки карбиди бор аз 600°C болотар аст, сатҳ ба плёнкаи B2O3 оксид мешавад, ки онро то андозае нарм мекунад, аз ин рӯ, он барои майдакунии хушк дар ҳарорати аз ҳад зиёд дар истифодаҳои абразивӣ мувофиқ нест, танҳо барои сайқал додани майдакунии моеъ мувофиқ аст. Аммо, ин хосият аз оксидшавии минбаъдаи B4C пешгирӣ мекунад, ки онро дар истифодаи маводҳои оташгиранда бартариҳои беназир мегардонад.
2. Истифода дар маводҳои оташгиранда
Карбиди бор дорои хусусиятҳои зиддиоксидшавӣ ва муқовимат ба ҳарорати баланд мебошад. Он одатан ҳамчун маводи оташбардори шаклдор ва шаклнадошта истифода мешавад ва дар соҳаҳои гуногуни металлургия, аз қабили оташдонҳои пӯлодӣ ва мебелҳои танӯрӣ васеъ истифода мешавад.
Бо ниёзҳои сарфаи энергия ва кам кардани истеъмол дар саноати оҳану пӯлод ва гудохтаи пӯлоди камкарбон ва пӯлоди ултра-камкарбон, таҳқиқот ва таҳияи хиштҳои магнезия-карбони камкарбон (одатан <8% миқдори карбон) бо иҷрои аъло таваҷҷӯҳи бештари саноати ватанӣ ва хориҷиро ҷалб кардааст. Дар айни замон, иҷрои хиштҳои магнезия-карбони камкарбон умуман тавассути беҳтар кардани сохтори карбони пайвастшуда, беҳтар кардани сохтори матритсавии хиштҳои магнезия-карбон ва илова кардани антиоксидантҳои баландсифат беҳтар карда мешавад. Дар байни онҳо, карбони графитизатсияшуда, ки аз карбиди борӣ дараҷаи саноатӣ ва қисман сиёҳи карбони графитизатсияшуда иборат аст, истифода мешавад. Хокаи композитии сиёҳ, ки ҳамчун манбаи карбон ва антиоксидант барои хиштҳои магнезия-карбони камкарбон истифода мешавад, натиҷаҳои хуб ба даст овардааст.
Азбаски карбиди бор дар ҳарорати баланд то андозае нарм мешавад, онро ба сатҳи дигар зарраҳои мавод часпонидан мумкин аст. Ҳатто агар маҳсулот зич карда шавад ҳам, плёнкаи оксиди B2O3 дар рӯи он метавонад муҳофизати муайяне эҷод кунад ва нақши зиддиоксидшавиро бозад. Дар айни замон, азбаски кристаллҳои сутуншакл, ки дар натиҷаи реаксия ба вуҷуд меоянд, дар матритса ва фосилаҳои маводи оташгиранда тақсим мешаванд, сӯрохнокӣ кам мешавад, қувваи ҳарорати миёна беҳтар мешавад ва ҳаҷми кристаллҳои ҳосилшуда васеъ мешавад, ки метавонад коҳиши ҳаҷмро шифо диҳад ва тарқишҳоро кам кунад.
3. Маводҳои тирногузар, ки барои тақвияти мудофиаи миллӣ истифода мешаванд
Аз сабаби сахтии баланд, қувваи баланд, вазнинии хоси хурд ва сатҳи баланди муқовимати баллистикӣ, карбиди бор махсусан бо тамоюли маводҳои сабуки тирногузар мувофиқ аст. Он беҳтарин маводи тирногузар барои ҳифзи ҳавопаймоҳо, воситаҳои нақлиёт, зиреҳпӯшҳо ва бадани инсон мебошад; айни замон,Баъзе кишварҳотаҳқиқоти арзони зиреҳи зиддибаллистикии карбиди борро пешниҳод кардаанд, ки ҳадафи он мусоидат ба истифодаи васеъи зиреҳи зиддибаллистикии карбиди бор дар саноати мудофиа мебошад.
4. Истифода дар саноати ҳастаӣ
Карбиди бор дорои буриши баланди ҷабби нейтронҳо ва спектри васеи энергияи нейтронҳо мебошад ва дар сатҳи байналмилалӣ ҳамчун беҳтарин ҷабби нейтронҳо барои саноати ҳастаӣ эътироф шудааст. Дар байни онҳо, буриши гармии изотопи бор-10 то 347×10-24 см2 аст, ки танҳо аз чанд унсур ба монанди гадолиний, самарий ва кадмий дуюм аст ва ҷабби нейтронҳои гармии самаранок мебошад. Илова бар ин, карбиди бор аз захираҳо бой аст, ба зангзанӣ тобовар аст, устувории хуби гармӣ дорад, изотопҳои радиоактивӣ истеҳсол намекунад ва энергияи пасти нурҳои дуюмдараҷа дорад, аз ин рӯ карбиди бор ба таври васеъ ҳамчун маводи назоратӣ ва маводи муҳофизатӣ дар реакторҳои ҳастаӣ истифода мешавад.
Масалан, дар саноати ҳастаӣ, реактори бо газ хунуккунии ҳарорати баланд системаи хомӯшкунии тӯби борро ҳамчун системаи дуюми хомӯшкунӣ истифода мебарад. Дар сурати садама, вақте ки системаи якуми хомӯшкунӣ аз кор мебарояд, системаи дуюми хомӯшкунӣ шумораи зиёди гранулаҳои карбиди борро истифода мебарад. Афтиши озод ба канали қабати инъикоскунандаи ҳастаи реактор ва ғайра барои хомӯш кардани реактор ва амалӣ кардани хомӯшкунии хунук, ки дар он тӯби ҷаббанда тӯби графитӣ мебошад, ки дорои карбиди бор мебошад. Вазифаи асосии ҳастаи карбиди бор дар реактори бо газ хунуккунии ҳарорати баланд назорат кардани қудрат ва бехатарии реактор мебошад. Хишти карбон бо маводи ҷаббандаи нейтронии карбиди бор пур карда шудааст, ки метавонад нурпошии нейтронро ба зарфи фишори реактор кам кунад.
Дар айни замон, маводҳои борид барои реакторҳои ҳастаӣ асосан маводҳои зеринро дар бар мегиранд: карбиди бор (милҳои идоракунӣ, милҳои муҳофизатӣ), кислотаи бор (модератор, моеъи хунуккунанда), пӯлоди бор (милҳои идоракунӣ ва маводҳои нигоҳдории сӯзишвории ҳастаӣ ва партовҳои ҳастаӣ), бор европиум (маводи заҳрноки сӯзонандаи ядро) ва ғайра.