1. Grundvallarefnafræði og kristalhönnun bórkarbíðs
1.1 Samsetning sameinda og burðarvirki
(Bórkarbíð keramik)
Bórkarbíð (B FJÓRIR C) stendur sem eitt mest heillandi og tæknilega mikilvægasta keramikefnið vegna einstakrar samsetningar þess af mikilli stinnleika, lág þykkt, og einstaka nifteindagleypnigetu.
Efnafræðilega, það er efni sem ekki er stoichiometriskt efni sem er aðallega byggt upp úr bór og kolefnisatómum, með hugsjónaformúlu B ₄ C, þó að raunveruleg samsetning þess geti verið breytileg frá B ₄ C til B ₁₀. FIMM C, sem endurspeglar stóra einsleitni fjölbreytni sem stjórnast af öðrum kerfum innan flókinna kristalgrindanna.
Kristal ramma bórkarbíðs kemur frá rhombohedral kerfinu (geimteymi R3̄m), auðkennd af þrívíðu neti 12-atóma icosahedra– safn bóratóma– tengdir með beinum C-B-C eða C-C keðjum meðfram þríhyrningsásnum.
Þessar icosahedra, hver samanstendur af 11 bóratóm og 1 kolefnisatóm (B ₁₁ C), eru samgild tengd við ótrúlega sterkt B– B, B– C, og C– C skuldabréf, sem stuðlar að glæsilegum vélrænni styrk og hitauppstreymi.
Sýnileiki þessara fjölhnetueininga og millivefskeðja kynnir byggingarfræðilega anisotropy og innri vandamál, sem hafa áhrif á bæði vélrænni venjur og stafræn heimili vörunnar.
Ólíkt auðveldara postulíni eins og súráli eða kísilkarbíði, Atómarkitektúr bórkarbíðs gerir ráð fyrir verulegum sveigjanleika í stillingum, sem gerir það mögulegt fyrir gallamyndun og gjaldflæði sem hafa áhrif á frammistöðu þess undir streitu og kvíða og geislun.
1.2 Líkamleg og rafræn búseta sem stafar af Atomic Bonding
Samgilda tengslanetið í bórkarbíði leiðir til eins hæsta mögulega viðurkennda hörku meðal gerviefna– næst á eftir rúbín og kúbikbórnítríði– venjulega allt frá 30 til 38 Meðaleinkunn á Vickers þéttleikasviðinu.
Þykkt hennar er mjög minni (~ 2.52 g/cm SIX), að gera það í kring 30% léttari en súrál og næstum því 70% léttari en stál, afgerandi kostur í þyngdarnæmum forritum eins og einstökum skjöld og flugvélahlutum.
Bórkarbíð sýnir framúrskarandi efnafræðilega tregðu, þola högg af miklum sýrum og sýrubindandi lyfjum við geimhitastig, þó það geti oxast yfir 450 °C í lofti, búa til bóroxíð (B ₂ O SIX) og co2, sem gæti komið í veg fyrir heiðarleika í byggingu í oxunaraðstæðum við háan hita.
Það hefur breitt bandbil (~ 2.1 eV), flokka það sem hálfleiðara með hugsanlega notkun í háhita rafeindatækni og geislaskynjara.
Ennfremur, Hár Seebeck-stuðull hans og minni hitaleiðni gera það að verkum að það er hægt að breyta hitaorku, sérstaklega í erfiðu umhverfi þar sem hefðbundin efni bresta.
(Bórkarbíð keramik)
Varan sýnir að auki stórkostlegt nifteindagleypni vegna mikils nifteindafanga þversniðs ¹⁰ B samsætunnar (um 3837 hlöður fyrir varma nifteindir), sem gerir það nauðsynlegt í stjórnstöngum kjarnaofna, vernda, og fjárfest gasgeymslurýmiskerfi.
2. Myndun, Meðhöndlun, og hindranir í þéttingu
2.1 Iðnaðarframleiðsla og duftbyggingaraðferðir
Bórkarbíð er að miklu leyti búið til við háhita kolvetnislækkun bórsýru (H ₃ BO ₃) eða bóroxíð (B ₂ AF FIMUM) með kolefnisauðlindum eins og jarðolíukók eða viðarkolum í ljósbogahitara sem ganga yfir 2000 °C.
Svarið heldur áfram sem: 2B TVEIR O TVEIR + 7C → B FJÓRUR C + 6CO, mynda gróft, hyrnt duft sem þarf verulega mölun til að ná undirmíkróna brotastærðum sem henta fyrir keramik meðhöndlun.
Aðrar nýmyndunarleiðir fela í sér sjálfútbreiðslu háhitamyndunar (SHS), efnagufuútfelling af völdum laser (CVD), og tækni með plasmaaðstoð, sem nota betri stjórn á stoichiometry og brotaformgerð en eru samt minna stigstærð fyrir iðnaðarnotkun.
Vegna mikillar styrkleika þess, að mala bórkarbíð beint í frábært duft er orkufrekt og viðkvæmt fyrir mengun frá ristaefnum, krefjandi að nota bórkarbíðfóðraðar myllur eða fjölliða mala hjálpartæki til að viðhalda hreinleika.
Duftið sem myndast ætti að vera vandlega auðkennt og deagglomerated til að tryggja samræmda pökkun og áreiðanlega hertu.
2.2 Sinteringartakmarkanir og háþróaðar samsetningaraðferðir
Verulegur vandi við bórkarbíð keramikbyggingu er samgild tengieðli þess og lítill sjálfdreifingarstuðull, sem takmarka verulega þéttingu við venjulega þrýstilausa sinrun.
Einnig við hitastig sem nálgast 2200 °C, Þrýstilaus sintun framleiðir venjulega postulín með 80– 90% af fræðilegri þykkt, skilur eftir sig grop sem dregur úr vélrænni þol og ballistic frammistöðu.
Að sigra þetta, þróaðar þéttingartækni eins og heitt ýta (HP) og heitt ísóstatísk ýting (HIP) eru nýttar.
Heitt ýta beitir einása streitu (venjulega 30– 50 MPa) við hitastig þar á milli 2100 °C og 2300 °C, stuðla að endurröðun brota og plastaflögun, leyfa þykkt yfir 95%.
HIP bætir enn frekar þéttingu með því að beita ísóstatískum gasþrýstingi (100– 200 MPa) eftir hjúpun, útrýma lokuðum svitaholum og ná nær fullum þéttleika með bættri sprunguþolni.
Aukefni eins og kolefni, sílikon, eða skipta málmboríðum (t.d., TiB TVEIR, CrB TVEIR) eru stundum kynntar í litlu magni til að auka sintranleika og hindra kornvöxt, þó að þeir geti aðeins lágmarkað styrkleika eða nifteindagleypnivirkni.
Þrátt fyrir þessar byltingar, veikleiki á kornmörkum og innri stökkleiki halda áfram að vera stanslausar áskoranir, sérstaklega við lifandi hleðsluaðstæður.
3. Vélrænar aðgerðir og afköst við miklar hleðsluaðstæður
3.1 Ballistísk viðnám og bilunarkerfi
Bórkarbíð er víða viðurkennt sem úrvalsefni fyrir léttar boltavörn í herklæðum, bílahúðun, og flugvélarvörn.
Hátt stífleiki þess gerir honum kleift að skemma og skemma aðkomandi skotfæri eins og brynjagötandi byssukúlur og brot, dreifir hreyfiafli í gegnum kerfi sem samanstanda af sprungu, örsprunga, og staðbundin sviðsbreyting.
Engu að síður, bórkarbíð sýnir fyrirbæri sem kallast “formbreyting undir losti,” hvar, undir miklum hraðaáhrifum (venjulega > 1.8 km/s), kristalbyggingin brotnar beint niður í óreglu, formlaus fasi sem hefur ekki burðargetu, sem hefur í för með sér hörmuleg bilun.
Þessi þrýstingsframkallaða formleysi, sást með röntgengeislun á staðnum og TEM rannsóknum, er rakið til niðurbrots kerfa og C-B-C keðja við mikla skurðálag.
Viðleitni til að draga úr þessu felst í endurbótum á korni, samsettur stíll (t.d., B FJÓRIR C-SiC), og yfirborðsþekju með sveigjanlegu stáli til að seinka útbreiðslu brota og hafa sundrungu.
3.2 Slitþol og iðnaðarnotkun
Fyrri vörn, Slitþol bórkarbíðs gerir það tilvalið til notkunar í atvinnuskyni, þar með talið mikið slit, eins og sandblástursstútar, ábendingar um vatnsstraumskurð, og malaefni.
Styrkur þess fer verulega fram úr wolframkarbíði og súráli, sem leiðir til lengri líftíma og lágmarks viðhaldskostnaðar í framleiðsluháttum með miklum afköstum.
Þættir úr bórkarbíði geta starfað undir háþrýstingsslípiefnisflæði án skjótrar eyðingar, þó að gæta þurfi varúðar til að koma í veg fyrir hitaáfall og togspennu meðan á aðgerð stendur.
Notkun þess í kjarnorkuaðstöðu nær að auki til slitþolinna íhluta í gasmeðhöndlunarkerfum, þar sem bæði er krafist vélræns trausts og nifteinda frásogs.
4. Strategic umsókn í kjarnorku, Aerospace, og nýtækni
4.1 Nifteinda frásog og geislunarvörn Lausnir
Meðal mikilvægustu notkunar bórkarbíðs utan hernaðar er enn í kjarnorku, þar sem það þjónar sem nifteindadrepandi vara í stjórnpólum, lokunarkögglar, og geislavarnarvirki.
Vegna mikils auðs ¹⁰ B samsætunnar (venjulega ~ 20%, þó er hægt að auðga til > 90%), bórkarbíð grípur varma nifteindir á skilvirkan hátt í gegnum ¹⁰ B(n, a)sjö Li svar, búa til alfabrot og litíumjónir sem auðvelt er að geyma í vörunni.
Þetta hvarf er ekki geislavirkt og myndar mjög lítið af langlífum aukaafurðum, sem gerir bórkarbíð mun öruggara og mun stöðugra en aðra kosti eins og kadmíum eða hafníum.
Það er notað í þrýstivatnsvirkjunum (PWR), sjóðandi vatnsofnar (BWR), og rannsóknarvirkjar, venjulega í formi hertra köggla, klæddar slöngur, eða samsettar plötur.
Stöðugleiki þess við nifteindageislun og getu til að viðhalda klofningsafurðum bætir öryggi og öryggi virkjana og langan líftíma.
4.2 Aerospace, Hitarafmagn, og Future Material Frontiers
Í geimferðum, verið er að uppgötva bórkarbíð til notkunar í háhljóða framhliðum bíla, þar sem hár bræðslustuðull hans (~ 2450 °C), minni þykkt, og hitaáfallsþol bjóða upp á kosti fram yfir málmblöndur.
Möguleikar þess í hitarafmagnsgræjum koma frá háum Seebeck stuðli og minni hitaleiðni, sem gerir kleift að breyta úrgangshita í raforku í alvarlegu andrúmslofti eins og djúpgeimkönnunum eða kjarnaknúnum kerfum.
Rannsókn er einnig í gangi til að koma á bórkarbíð-undirstaða samsett efni með kolefni nanórör eða grafen til að auka hörku og rafleiðni fyrir fjölnota byggingartækni rafeindatækni.
Ennfremur, Hálfleiðarabyggingar þess eru nýttar í geislunarhertar skynjunareiningar og skynjara fyrir svæðis- og kjarnorkunotkun.
Í samantekt, Bórkarbíð postulín standa fyrir grunnefni á mótum mikillar vélrænni skilvirkni, kjarnorkuhönnun, og framþróun.
Einstök blanda þess af ofurháum styrkleika, minni þykkt, og nifteindagleypni gerir það óbætanlegt í varnar- og kjarnorkutækni nútímans, á meðan áframhaldandi rannsóknarrannsókn er enn til að víkka orku sína beint inn í loftrými, orkubreyting, og næstu kynslóðar efnasambönd.
Þegar fínpússunaraðferðir aukast og ný samsett hönnun koma fram, bórkarbíð mun örugglega vera áfram í fremstu röð efnisnýsköpunar fyrir þær tæknilegar hindranir sem mest krefjast.
5. Dreifingaraðili
Advanced Ceramics stofnað í október 17, 2012, er hátæknifyrirtæki sem skuldbindur sig til rannsókna og þróunar, framleiðslu, vinnslu, sölu og tækniþjónusta á keramik efni og vörum. Vörur okkar innihalda en takmarkast ekki við bórkarbíð keramikvörur, Bórnítríð keramikvörur, Kísilkarbíð keramikvörur, Silicon Nitride Keramik vörur, Sirkoníumdíoxíð keramikvörur, o.s.frv. Ef þú hefur áhuga, vinsamlegast ekki hika við að hafa samband við okkur.([email protected])
Merki: Bórkarbíð, Boron keramik, Bórkarbíð keramik
Allar greinar og myndir eru af netinu. Ef það eru einhver höfundarréttarvandamál, vinsamlegast hafðu samband við okkur tímanlega til að eyða.
Spyrðu okkur