Bor karbidi - bu noorganik metall bo'lmagan materiallarga tegishli bo'lgan metall yaltiroq qora kristall, qora olmos deb ham ataladi. Hozirgi kunda hamma bor karbidining materiali bilan tanish, bu o'q o'tkazmaydigan zirhning qo'llanilishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin, chunki u keramik materiallar orasida eng past zichlikka ega, yuqori elastiklik moduli va yuqori qattiqlikning afzalliklariga ega va snaryadlarni yutish uchun mikro-sinishdan yaxshi foydalanishga erishishi mumkin. Yukni iloji boricha past darajada ushlab turish bilan birga energiya ta'siri. Aslida, bor karbidining boshqa ko'plab noyob xususiyatlari bor, bu uni abraziv materiallar, refrakter materiallar, yadro sanoati, aerokosmik va boshqa sohalarda muhim rol o'ynashiga olib kelishi mumkin.
Xususiyatlaribor karbidi
Fizik xususiyatlar jihatidan, bor karbidining qattiqligi faqat olmos va kubik bor nitrididan keyin turadi va u yuqori haroratlarda ham yuqori mustahkamlikni saqlab qolishi mumkin, bu esa ideal yuqori haroratli aşınmaya bardoshli material sifatida ishlatilishi mumkin; bor karbidining zichligi juda kichik (nazariy zichlik atigi 2,52 g/sm3), oddiy keramik materiallarga qaraganda yengilroq va aerokosmik sohada ishlatilishi mumkin; bor karbidi kuchli neytron yutilish qobiliyatiga, yaxshi issiqlik barqarorligiga va 2450 ° C erish nuqtasiga ega, shuning uchun u yadro sanoatida ham keng qo'llaniladi. Neytronning neytron yutilish qobiliyatini B elementlarini qo'shish orqali yanada yaxshilash mumkin; o'ziga xos morfologiya va tuzilishga ega bor karbid materiallari ham maxsus fotoelektrik xususiyatlarga ega; bundan tashqari, bor karbidi yuqori erish nuqtasiga, yuqori elastik modulga, past kengayish koeffitsientiga va yaxshi xususiyatlarga ega. Bu afzalliklar uni metallurgiya, kimyo sanoati, mashinasozlik, aerokosmik va harbiy sanoat kabi ko'plab sohalarda potentsial qo'llaniladigan materialga aylantiradi. Masalan, korroziyaga chidamli va aşınmaya bardoshli qismlar, o'q o'tkazmaydigan zirhlar, reaktorni boshqarish tayoqchalari va termoelektrik elementlarni tayyorlash va boshqalar.
Kimyoviy xossalari jihatidan, bor karbidi xona haroratida kislotalar, ishqorlar va ko'pgina noorganik birikmalar bilan reaksiyaga kirishmaydi va xona haroratida kislorod va galogen gazlari bilan deyarli reaksiyaga kirishmaydi va uning kimyoviy xossalari barqaror. Bundan tashqari, bor karbid kukuni po'latni burg'ilash vositasi sifatida galogen tomonidan faollashadi va bor po'lat yuzasiga infiltratsiyalanib, temir borid plyonkasini hosil qiladi, shu bilan materialning mustahkamligi va aşınmaya bardoshliligini oshiradi va uning kimyoviy xossalari juda yaxshi.
Barchamizga ma'lumki, materialning tabiati foydalanishni belgilaydi, shuning uchun bor karbid kukuni qaysi ilovalarda ajoyib ishlashga ega?Ar-ge markazi muhandislariUrbanMines Tech.Co., Ltd. quyidagi xulosani berdi.
Qo'llanilishibor karbidi
1. Bor karbidi abraziv abraziv sifatida ishlatiladi
Bor karbidini abraziv sifatida qo'llash asosan sapfirni maydalash va abrazivlash uchun ishlatiladi. Super qattiq materiallar orasida bor karbidining qattiqligi alyuminiy oksidi va kremniy karbidiga qaraganda yaxshiroq, faqat olmos va kubik bor nitrididan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Safir yarimo'tkazgichli GaN/Al2O3 yorug'lik chiqaradigan diodlar (LED), keng ko'lamli SOI va SOS integral mikrosxemalari va supero'tkazuvchan nanostrukturali plyonkalar uchun eng ideal substrat materialidir. Sirtning silliqligi juda yuqori va ultra silliq bo'lishi kerak. Shikastlanish darajasi yo'q. Safir kristalining yuqori mustahkamligi va yuqori qattiqligi (Mohs qattiqligi 9) tufayli u qayta ishlash korxonalariga katta qiyinchiliklar tug'dirdi.
Materiallar va silliqlash nuqtai nazaridan, sapfir kristallarini qayta ishlash va silliqlash uchun eng yaxshi materiallar sintetik olmos, bor karbid, kremniy karbid va kremniy dioksiddir. Sun'iy olmosning qattiqligi juda yuqori (Mohs qattiqligi 10), sapfir plastinkasini silliqlashda u sirtni tirnaydi, plastinkaning yorug'lik o'tkazuvchanligiga ta'sir qiladi va narxi qimmat; kremniy karbidini kesgandan so'ng, pürüzlülük RA odatda yuqori va tekislik yomon bo'ladi; Biroq, kremniyning qattiqligi yetarli emas (Mohs qattiqligi 7) va silliqlash kuchi yomon, bu silliqlash jarayonida ko'p vaqt va mehnat talab qiladi. Shuning uchun, bor karbid abraziv (Mohs qattiqligi 9.3) sapfir kristallarini qayta ishlash va silliqlash uchun eng ideal materialga aylandi va sapfir plastinkalarini ikki tomonlama silliqlash va sapfir asosidagi LED epitaksial plastinkalarni orqaga yupqalash va abrazivlashda ajoyib natijalarga erishdi.
Shuni ta'kidlash kerakki, bor karbidi 600 ° C dan yuqori bo'lganda, sirt B2O3 plyonkasiga oksidlanadi, bu esa uni ma'lum darajada yumshatadi, shuning uchun u abraziv qo'llanmalarda juda yuqori haroratda quruq silliqlash uchun mos emas, faqat suyuq silliqlashni abrazivlash uchun mos keladi. Biroq, bu xususiyat B4C ning yanada oksidlanishiga to'sqinlik qiladi, bu esa uni olovga chidamli materiallarni qo'llashda noyob afzalliklarga ega qiladi.
2. Olovga chidamli materiallarda qo'llanilishi
Bor karbidi antioksidlanish va yuqori haroratga chidamlilik xususiyatlariga ega. U odatda ilg'or shakldagi va shakllanmagan refrakter materiallar sifatida ishlatiladi va metallurgiyaning turli sohalarida, masalan, po'lat pechlar va pech mebellarida keng qo'llaniladi.
Temir-po'lat sanoatida energiya tejash va iste'molni kamaytirish hamda kam uglerodli po'lat va juda kam uglerodli po'latni eritish ehtiyojlari bilan, a'lo darajadagi ishlashga ega kam uglerodli magniy-uglerodli g'ishtlarni (odatda <8% uglerod miqdori) tadqiq qilish va ishlab chiqish mahalliy va xorijiy sanoat korxonalarining tobora ko'proq e'tiborini tortmoqda. Hozirgi vaqtda kam uglerodli magniy-uglerodli g'ishtlarning ishlashi odatda bog'langan uglerod tuzilishini yaxshilash, magniy-uglerodli g'ishtlarning matritsa tuzilishini optimallashtirish va yuqori samarali antioksidantlarni qo'shish orqali yaxshilanadi. Ular orasida sanoat darajasidagi bor karbid va qisman grafitlangan uglerod qorasidan tashkil topgan grafitlangan uglerod ishlatiladi. Kam uglerodli magniy-uglerodli g'ishtlar uchun uglerod manbai va antioksidant sifatida ishlatiladigan qora kompozit kukun yaxshi natijalarga erishdi.
Bor karbidi yuqori haroratda ma'lum darajada yumshaganligi sababli, u boshqa material zarralari yuzasiga biriktirilishi mumkin. Mahsulot zichlashtirilgan bo'lsa ham, sirtdagi B2O3 oksid plyonkasi ma'lum bir himoya hosil qilishi va antioksidlovchi rol o'ynashi mumkin. Shu bilan birga, reaksiya natijasida hosil bo'lgan ustunli kristallar refrakter materialning matritsasida va bo'shliqlarida taqsimlanganligi sababli, g'ovaklik kamayadi, muhitning harorat kuchi yaxshilanadi va hosil bo'lgan kristallarning hajmi kengayadi, bu esa hajmning qisqarishini davolashi va yoriqlarni kamaytirishi mumkin.
3. Milliy mudofaani kuchaytirish uchun ishlatiladigan o'q o'tkazmaydigan materiallar
Yuqori qattiqligi, yuqori mustahkamligi, kichik solishtirma og'irligi va yuqori darajadagi ballistik qarshiligi tufayli bor karbidi, ayniqsa, yengil o'q o'tkazmaydigan materiallar tendentsiyasiga mos keladi. Bu samolyotlar, transport vositalari, zirhlar va inson tanalarini himoya qilish uchun eng yaxshi o'q o'tkazmaydigan materialdir; hozirda,Ba'zi mamlakatlarmudofaa sanoatida bor karbidli ballistik zirhdan keng ko'lamda foydalanishni rag'batlantirish maqsadida arzon narxlardagi bor karbidli ballistik zirh tadqiqotlarini taklif qilishdi.
4. Yadro sanoatida qo'llanilishi
Bor karbidi yuqori neytron yutilish kesimiga va keng neytron energiya spektriga ega va xalqaro miqyosda yadro sanoati uchun eng yaxshi neytron yutgich sifatida tan olingan. Ular orasida bor-10 izotopining termal kesimi 347 × 10-24 sm2 gacha, gadoliniy, samariy va kadmiy kabi bir nechta elementlardan keyin ikkinchi o'rinda turadi va samarali termal neytron yutgich hisoblanadi. Bundan tashqari, bor karbidi resurslarga boy, korroziyaga chidamli, yaxshi termal barqarorlikka ega, radioaktiv izotoplarni hosil qilmaydi va ikkilamchi nurlanish energiyasi past, shuning uchun bor karbidi yadro reaktorlarida boshqaruv materiallari va himoya materiallari sifatida keng qo'llaniladi.
Masalan, yadro sanoatida yuqori haroratli gaz bilan sovutilgan reaktor ikkinchi o'chirish tizimi sifatida borni yutuvchi sharni o'chirish tizimidan foydalanadi. Baxtsiz hodisa yuz berganda, birinchi o'chirish tizimi ishlamay qolganda, ikkinchi o'chirish tizimi reaktorni o'chirish va sovuq o'chirishni amalga oshirish uchun reaktor yadrosining aks ettiruvchi qatlami kanaliga ko'p miqdordagi bor karbid granulalaridan erkin tushadi va hokazo, bu yerda yutuvchi shar bor karbidni o'z ichiga olgan grafit shardir. Yuqori haroratli gaz bilan sovutilgan reaktordagi bor karbid yadrosining asosiy vazifasi reaktorning quvvati va xavfsizligini boshqarishdir. Uglerod g'ishti bor karbid neytronni yutuvchi material bilan singdirilgan bo'lib, bu reaktor bosim idishining neytron nurlanishini kamaytirishi mumkin.
Hozirgi vaqtda yadroviy reaktorlar uchun borid materiallari asosan quyidagi materiallarni o'z ichiga oladi: bor karbid (boshqaruv tayoqchalari, himoya tayoqchalari), bor kislotasi (moderator, sovutish suyuqligi), bor po'lat (boshqaruv tayoqchalari va yadro yoqilg'isi va yadroviy chiqindilarni saqlash materiallari), bor Yevropa (yadro yonadigan zaharli material) va boshqalar.