U carburu di boru hè un cristallu neru cù lustru metallicu, cunnisciutu ancu diamante neru, chì appartene à materiali inorganici non metallichi.Attualmente, tutti sò familiarizati cù u materiale di carburu di boru, chì pò esse dovutu à l'appiecazione di l'armatura antiproiettile, perchè hà a densità più bassu trà i materiali ceramichi, hà i vantaghji di un modulu elasticu altu è una durezza alta, è pò ottene un bonu usu. di micro-frattura per assorbisce i prughjetti.L'effettu di l'energia, mentre mantene a carica u più bassu pussibule.Ma in fattu, u carburu di boru hà parechje altre proprietà uniche, chì ponu fà ghjucà un rolu impurtante in abrasivi, materiali refrattarii, industria nucleare, aerospaziale è altri campi.
Pruprietà dicarburu di boru
In termini di pruprietà fisiche, a durezza di carburu di boru hè solu dopu à u diamante è nitruru di boru cubicu, è si pò ancu mantene una forza alta à temperature elevate, chì pò esse usata cum'è materiale resistente à l'usura d'alta temperatura ideale;a densità di carburu di boru hè assai chjuca (a densità teorica hè solu 2,52 g / cm3), più ligera di i materiali ceramichi ordinali, è pò esse usatu in u campu aerospaziale;U carburu di boru hà una forte capacità d'assorbimentu di neutroni, una bona stabilità termica è un puntu di fusione di 2450 ° C, per quessa hè ancu assai utilizatu in l'industria nucleare.A capacità di absorption di neutroni di u neutronu pò esse migliuratu più aghjustendu elementi B;I materiali di carburu di boru cù morfologia è struttura specifica anu ancu proprietà fotoelettriche speciale;in più, u carburu di boru hà un altu puntu di fusione, altu modulu elasticu, bassu coefficient di espansione è bonu Questi vantaghji facenu un materiale d'applicazione potenziale in parechji campi cum'è metallurgia, industria chimica, machini, industria aerospaziale è militare.Per esempiu, parti resistenti à a corrosione è resistenti à l'usura, facendu l'armatura a prova di balle, i bastoni di cuntrollu di u reattore è l'elementi termoelettrichi, etc.
In quantu à e proprietà chimiche, u carburu di boru ùn reagisce micca cù l'acidi, l'alkali è a maiò parte di i cumposti inorganici à a temperatura di l'ambienti, è pocu reagisce cù l'ossigenu è i gasi alogeni à a temperatura di l'ambienti, è e so proprietà chimiche sò stabili.Inoltre, u polu di carburu di boru hè attivatu da l'alogenu cum'è un agenti di boriding di l'acciaio, è u boru hè infiltratu nantu à a superficia di l'azzaru per furmà una film di boruri di ferru, chì aumentanu a forza è a resistenza à l'usura di u materiale, è e so proprietà chimiche sò eccellenti.
Tutti sapemu chì a natura di u materiale determina l'usu, allora in quali applicazioni u polveru di carburu di boru hà un rendimentu eccezziunale?L'ingegneri di u centru R&D diTecnulugia UrbanMines.Co., Ltd. hà fattu u riassuntu seguente.
Applicazione dicarburu di boru
1. U carburu di boru hè utilizatu com'è abrasive lucidante
L'applicazione di carburu di boru cum'è abrasiu hè principalmente aduprata per a smerigliatura è a lucidatura di u zaffiro.Trà i materiali superhard, a durezza di u carburu di boru hè megliu cà quella di l'ossidu d'aluminiu è u carburu di siliciu, secondu solu à u diamante è u nitruru di boru cubicu.U zaffiro hè u materiale di sustrato più ideale per i diodi emettitori di luce (LED) semiconductor GaN/Al 2 O3, circuiti integrati à grande scala SOI è SOS, è film di nanostruttura superconduttrice.A liscia di a superficia hè assai alta è deve esse ultra-liscia Nisun gradu di danni.A causa di l'alta forza è l'alta durezza di u cristallu di zaffiro (durezza Mohs 9), hà purtatu grandi difficultà à l'imprese di trasfurmazioni.
Da a perspettiva di i materiali è di a macinazione, i migliori materiali per a trasfurmazioni è a macinazione di cristalli di zaffiro sò diamanti sintetici, carburu di boru, carburu di siliciu è diossidu di siliciu.A durezza di u diamante artificiale hè troppu altu (durezza Mohs 10) quandu si macina l'ostia di zaffiro, scratch the superficia, affetta a trasmittanza di luce di l'ostia, è u prezzu hè caru;dopu à taglià u carburu di siliciu, a rugosità RA hè di solitu alta è a flatness hè povira;In ogni casu, a durezza di silice ùn hè micca abbastanza (Mohs durezza 7), è a forza di grinding hè poviru, chì hè assai tempu è travagliu intensivu in u prucessu di macinazione.Dunque, l'abrasivu di carburu di boru (durezza Mohs 9.3) hè diventatu u materiale più ideale per a trasfurmazioni è a macinazione di cristalli di zaffiro, è hà un rendimentu eccellente in a triturazione doppia faccia di wafers di zaffiro è di diluzione è lucidatura di wafers epitassiali LED basati in zaffiro.
Hè da nutà chì quandu u carburu di boru hè sopra à 600 ° C, a superficia serà ossidata in film B2O3, chì l'ammollirà à un certu puntu, per quessa ùn hè micca adattatu per a macinazione secca à una temperatura troppu alta in applicazioni abrasive, solu adattatu. per a lucidatura di u liquidu.Tuttavia, sta pruprietà impedisce à B4C di esse ossidatu più, facendu avè vantaghji unichi in l'applicazione di materiali refrattarii.
2. Applicazione in materiali refrattarii
U carburu di boru hà e caratteristiche di anti-ossidazione è resistenza à alta temperatura.Hè generalmente usatu cum'è materiali refrattarii in forma avanzata è senza forma è hè largamente utilizatu in parechji campi di metallurgia, cum'è stufe d'acciaio è mobili di fornu.
Cù i bisogni di risparmiu d'energia è di riduzzione di u cunsumu in l'industria siderurgica è a fusione di l'acciaio à bassu carbonu è l'acciaio ultra-bassu di carbonu, a ricerca è u sviluppu di mattoni di magnesia-carbonu à bassu carbonu (in generale <8% cuntenutu di carbone) cù un rendimentu eccellente hà attiratu più è più attenzione da l'industria domestica è straniera.Attualmente, u funziunamentu di i mattoni di magnesia-carbonu à bassu carbonu hè generalmente migliuratu per migliurà a struttura di carbone ligata, ottimizendu a struttura di matrice di mattoni di magnesia-carbonu, è aghjunghjendu antioxidanti d'alta efficienza.Frà elli, u carbone grafitizatu cumpostu di carburu di boru di qualità industriale è in parte neru di carbone grafitizatu hè utilizatu.U polveru compositu negru, utilizatu com'è fonte di carbone è antioxidante per i mattoni di magnesia-carbonu à pocu carbonu, hà ottenutu boni risultati.
Siccomu u carburu di boru s'adoucerà in una certa misura à alta temperatura, pò esse attaccatu à a superficia di altre particelle di materiale.Ancu s'è u pruduttu hè densificatu, a film d'ossidu B2O3 nantu à a superficia pò furmà una certa prutezzione è ghjucà un rolu anti-oxidazione.À u listessu tempu, perchè i cristalli columnari generati da a reazione sò distribuiti in a matrice è i spazii di u materiale refrattariu, a porosità hè ridutta, a forza di a temperatura media hè migliurata, è u voluminu di i cristalli generati si espande, chì pò guarisce u voluminu. riduzzione è riduce i cracks.
3. Materiali Bulletproof usati per rinfurzà a difesa naziunale
A causa di a so alta durezza, alta forza, piccula gravità specifica è altu livellu di resistenza balistica, u carburu di boru hè soprattuttu in linea cù a tendenza di i materiali ligeri a prova di balle.Hè u megliu materiale antibala per a prutezzione di l'aviò, i veiculi, l'armatura è i corpi umani;attualmente,Certi paesianu prupostu low-cost carbure di boru anti-ballistic armor ricerca, u scopu di prumove l 'usu larga scala di carbure di boru anti-ballistic armatura in l'industria di difesa.
4. Applicazione in l'industria nucleare
U carburu di boru hà una alta sezione trasversale di assorbimentu di neutroni è un largu spettru di energia di neutroni, è hè ricunnisciutu internaziunale cum'è u megliu assorbitore di neutroni per l'industria nucleare.Frà elli, a seccione termale di l'isotopo boru-10 hè altu cum'è 347 × 10-24 cm2, secondu solu à uni pochi di elementi cum'è gadoliniu, samariu è cadmiu, è hè un assorbitore di neutroni termali efficaci.Inoltre, u carburu di boru hè riccu in risorse, resistente à a corrosione, bona stabilità termale, ùn pruduce micca isotopi radiuattivi, è hà bassu energia di raghju secundariu, cusì u carburu di boru hè largamente utilizatu com'è materiali di cuntrollu è materiale di scherma in reattori nucleari.
Per esempiu, in l'industria nucleari, u reattore di gasu à alta temperatura usa un sistema di arrestu di bola assorbente di boru cum'è u sicondu sistema di arrestu.In casu d'un accidente, quandu u primu sistema di arrestu falli, u sicondu sistema di arrestu usa un gran numaru di pellets di carburu di boru caduta libera in u canali di u stratu riflettente di u core di u reattore, etc., per chjude u reattore è rializà u friddu shutdown, induve a bola assorbente hè una bola di grafite chì cuntene carburu di boru.A funzione principale di u core di carburu di boru in u reattore à alta temperatura di gasu hè di cuntrullà a putenza è a sicurità di u reattore.U mattone di carbone hè impregnatu di materiale assorbente di neutroni di carburu di boru, chì pò riduce l'irradiazione di neutroni di u vasu di pressione di u reattore.
Attualmente, i materiali boruri per i reattori nucleari includenu principarmenti i seguenti materiali: carburu di boru (barre di cuntrollu, barre di schermatura), àcitu boricu (moderatore, refrigerante), azzaru di boru (barre di cuntrollu è materiali di almacenamento per carburante nucleare è rifiuti nucleari), boru Europium (materiale di velenu burnable core), etc.