Karbidi i borit është një kristal i zi me shkëlqim metalik, i njohur edhe si diamant i zi, i cili i përket materialeve jo-metalike inorganike.Aktualisht, të gjithë janë të njohur me materialin e karabit të borit, i cili mund të jetë për shkak të aplikimit të armaturës antiplumb, sepse ka densitetin më të ulët midis materialeve qeramike, ka avantazhet e modulit të lartë elastik dhe fortësisë së lartë dhe mund të arrijë përdorim të mirë. e mikro-thyerjes për të thithur predha.Efekti i energjisë, duke mbajtur ngarkesën sa më të ulët të jetë e mundur.Por në fakt, karabidi i borit ka shumë veti të tjera unike, të cilat mund ta bëjnë atë të luajë një rol të rëndësishëm në lëndët gërryese, materialet zjarrduruese, industrinë bërthamore, hapësirën ajrore dhe fusha të tjera.
Vetitë ekarabit bor
Për sa i përket vetive fizike, ngurtësia e karabit të borit është vetëm pas diamantit dhe nitridit të borit kub, dhe ai ende mund të ruajë forcë të lartë në temperatura të larta, i cili mund të përdoret si një material ideal rezistent ndaj konsumit në temperaturë të lartë;dendësia e karabit të borit është shumë e vogël (dendësia teorike është vetëm 2,52 g/cm3), më e lehtë se materialet e zakonshme qeramike dhe mund të përdoret në fushën e hapësirës ajrore;karabit bor ka një aftësi të fortë thithëse neutron, stabilitet të mirë termik dhe një pikë shkrirjeje prej 2450 ° C, kështu që përdoret gjerësisht edhe në industrinë bërthamore.Aftësia përthithëse e neutronit e neutronit mund të përmirësohet më tej duke shtuar elemente B;materialet e karbitit të borit me morfologji dhe strukturë specifike kanë gjithashtu veti të veçanta fotoelektrike;Përveç kësaj, karabidi i borit ka një pikë shkrirjeje të lartë, modul të lartë elastik, koeficient të ulët të zgjerimit dhe të mirë.Për shembull, pjesë rezistente ndaj korrozionit dhe rezistente ndaj konsumit, duke bërë armaturë antiplumb, shufra kontrolli të reaktorit dhe elementë termoelektrikë, etj.
Për sa i përket vetive kimike, karbidi i borit nuk reagon me acidet, alkalet dhe shumicën e komponimeve inorganike në temperaturën e dhomës, dhe vështirë se reagon me oksigjenin dhe gazet halogjene në temperaturën e dhomës, dhe vetitë e tij kimike janë të qëndrueshme.Për më tepër, pluhuri i karabit të borit aktivizohet nga halogjeni si një agjent gërryes çeliku, dhe bor infiltrohet në sipërfaqen e çelikut për të formuar një film boride hekuri, duke rritur kështu forcën dhe rezistencën ndaj konsumit të materialit, dhe vetitë e tij kimike janë të shkëlqyera.
Ne të gjithë e dimë se natyra e materialit përcakton përdorimin, kështu që në cilat aplikime pluhuri i karabit të borit ka performancë të jashtëzakonshme?Inxhinierët e qendrës së R&D tëUrbanMines Tech.Co., Ltd. bëri përmbledhjen e mëposhtme.
Aplikimi ikarabit bor
1. Karbidi i borit përdoret si gërryes lustrues
Aplikimi i karabit të borit si gërryes përdoret kryesisht për bluarjen dhe lustrimin e safirit.Ndër materialet super të forta, ngurtësia e karabit të borit është më e mirë se ajo e oksidit të aluminit dhe karbitit të silikonit, e dyta pas diamantit dhe nitridit kub të borit.Safiri është materiali më ideal i substratit për diodat gjysmëpërçuese GaN/Al 2 O3 që emetojnë dritë (LED), qarqet e integruara në shkallë të gjerë SOI dhe SOS dhe filmat me nanostrukturë superpërçuese.Lëmësia e sipërfaqes është shumë e lartë dhe duhet të jetë jashtëzakonisht e lëmuar Pa shkallë dëmtimi.Për shkak të forcës së lartë dhe fortësisë së lartë të kristalit të safirit (fortësia Mohs 9), ai ka sjellë vështirësi të mëdha në ndërmarrjet përpunuese.
Nga këndvështrimi i materialeve dhe bluarjes, materialet më të mira për përpunimin dhe bluarjen e kristaleve të safirit janë diamanti sintetik, karabit bor, karbidi i silikonit dhe dioksidi i silikonit.Fortësia e diamantit artificial është shumë e lartë (ngurtësia Mohs 10) kur bluajeni meshë safiri, ajo do të gërvisht sipërfaqen, do të ndikojë në transmetimin e dritës së meshës dhe çmimi është i shtrenjtë;pas prerjes së karabit të silikonit, vrazhdësia RA është zakonisht e lartë dhe rrafshimi është i dobët;Megjithatë, fortësia e silicës nuk është e mjaftueshme (ngurtësia Mohs 7), dhe forca bluarëse është e dobët, gjë që kërkon kohë dhe kërkon punë në procesin e bluarjes.Prandaj, gërryes i karbitit të borit (fortësia Mohs 9.3) është bërë materiali më ideal për përpunimin dhe bluarjen e kristaleve të safirit dhe ka performancë të shkëlqyer në bluarjen e dyanshme të vaferave safiri dhe rrallimin dhe lustrimin e shpinës së vaferave epitaksiale LED me bazë safiri.
Vlen të përmendet se kur karbidi i borit është mbi 600 ° C, sipërfaqja do të oksidohet në film B2O3, i cili do ta zbusë atë në një masë të caktuar, kështu që nuk është i përshtatshëm për bluarje të thatë në temperaturë shumë të lartë në aplikime gërryese, vetëm e përshtatshme. për lustrimin e bluarjes së lëngshme.Megjithatë, kjo veti parandalon që B4C të oksidohet më tej, duke e bërë atë të ketë përparësi unike në aplikimin e materialeve zjarrduruese.
2. Aplikimi në materiale zjarrduruese
Karbidi i borit ka karakteristikat e rezistencës kundër oksidimit dhe temperaturës së lartë.Përdoret përgjithësisht si materiale zjarrduruese me formë të avancuar dhe të paformë dhe përdoret gjerësisht në fusha të ndryshme të metalurgjisë, si p.sh. soba çeliku dhe mobilje furre.
Me nevojat e kursimit të energjisë dhe reduktimit të konsumit në industrinë e hekurit dhe çelikut dhe shkrirjes së çelikut me karbon të ulët dhe çelikut me karbon ultra të ulët, kërkimi dhe zhvillimi i tullave magnezi-karbon me karbon të ulët (në përgjithësi <8% përmbajtje karboni) me performancë të shkëlqyer ka tërhequr gjithnjë e më shumë vëmendje nga industritë vendase dhe të huaja.Aktualisht, performanca e tullave magnezi-karbon me karbon të ulët është përmirësuar përgjithësisht duke përmirësuar strukturën e karbonit të lidhur, duke optimizuar strukturën e matricës së tullave magnezi-karbon dhe duke shtuar antioksidantë me efikasitet të lartë.Midis tyre përdoret karboni i grafitizuar i përbërë nga karabit bor të shkallës industriale dhe karboni i zi pjesërisht i grafitizuar.Pluhuri i zi i përbërë, i përdorur si burim karboni dhe antioksidant për tulla magnezi-karbon me karbon të ulët, ka arritur rezultate të mira.
Meqenëse karbidi i borit do të zbutet në një masë të caktuar në temperaturë të lartë, ai mund të ngjitet në sipërfaqen e grimcave të tjera të materialit.Edhe nëse produkti është i densifikuar, filmi i oksidit B2O3 në sipërfaqe mund të formojë një mbrojtje të caktuar dhe të luajë një rol antioksidues.Në të njëjtën kohë, për shkak se kristalet kolone të krijuara nga reaksioni shpërndahen në matricën dhe boshllëqet e materialit zjarrdurues, poroziteti zvogëlohet, forca e temperaturës mesatare përmirësohet dhe vëllimi i kristaleve të krijuara zgjerohet, gjë që mund të shërojë vëllimin. tkurrjen dhe zvogëlimin e çarjeve.
3. Materialet antiplumb që përdoren për të përmirësuar mbrojtjen kombëtare
Për shkak të fortësisë së tij të lartë, forcës së lartë, gravitetit të vogël specifik dhe nivelit të lartë të rezistencës balistike, karabit bor është veçanërisht në përputhje me trendin e materialeve të lehta antiplumb.Është materiali më i mirë antiplumb për mbrojtjen e avionëve, automjeteve, armaturës dhe trupave të njeriut;aktualisht,Disa vendekanë propozuar kërkime me kosto të ulët të karbitit të borit kundër armaturës balistike, duke synuar të promovojë përdorimin në shkallë të gjerë të armaturës anti-balistike të karbitit të borit në industrinë e mbrojtjes.
4. Aplikimi në industrinë bërthamore
Karbidi i borit ka një seksion kryq të përthithjes së neutronit dhe një spektër të gjerë të energjisë neutronike, dhe njihet ndërkombëtarisht si absorbuesi më i mirë i neutronit për industrinë bërthamore.Midis tyre, seksioni termik i izotopit të boron-10 është i lartë deri në 347×10-24 cm2, i dyti vetëm pas disa elementeve si gadolinium, samarium dhe kadmium, dhe është një absorbues efikas termik i neutroneve.Për më tepër, karabi i borit është i pasur me burime, rezistent ndaj korrozionit, stabilitet i mirë termik, nuk prodhon izotope radioaktive dhe ka energji të ulët të rrezeve sekondare, kështu që karabidi i borit përdoret gjerësisht si materiale kontrolli dhe materiale mbrojtëse në reaktorët bërthamorë.
Për shembull, në industrinë bërthamore, reaktori i ftohur me gaz me temperaturë të lartë përdor sistemin e mbylljes së topit që thith bor si sistemin e dytë të mbylljes.Në rast aksidenti, kur sistemi i parë i mbylljes dështon, sistemi i dytë i fikjes përdor një numër të madh fishekësh karabit bori Rënia e lirë në kanalin e shtresës reflektuese të bërthamës së reaktorit etj., për të fikur reaktorin dhe për të realizuar të ftohtin. mbyllje, ku topi thithës është një top grafiti që përmban karabit bor.Funksioni kryesor i bërthamës së karbitit të borit në reaktorin e ftohur me gaz me temperaturë të lartë është të kontrollojë fuqinë dhe sigurinë e reaktorit.Tulla e karbonit është e ngopur me material thithës të neutronit të karbitit të borit, i cili mund të zvogëlojë rrezatimin e neutronit të enës nën presion të reaktorit.
Aktualisht, materialet boride për reaktorët bërthamorë përfshijnë kryesisht materialet e mëposhtme: karabit bor (shufra kontrolli, shufra mbrojtëse), acid borik (moderator, ftohës), çelik bori (shufra kontrolli dhe materiale për ruajtjen e karburantit bërthamor dhe mbetjeve bërthamore), bor Europium (material helmues i djegshëm) etj.