1. Бор карбидінің химиялық және құрылымдық негіздері
1.1 Кристаллография және стехиометриялық ретсіздік
(Бор карбиді ұнтағы)
Бор карбиді (B ₄ C) өзінің керемет қаттылығымен танымал металл емес керамикалық зат, термиялық тұрақтылық, және нейтрондарды сіңіру қабілеті, оны ең қиын белгілі өнімдер қатарына орналастыру– тек текше бор нитриді мен алмас арқылы ғана асып түсті.
Оның кристалдық құрылымы 12 атомды икосаэдралардан тұратын ромбоэдрлік торға негізделген. (ең алдымен B ₁₂ немесе B ₁₁ C) сызықтық C-B-C немесе C-B-B тізбектерімен түйіседі, керемет механикалық қаттылық беретін үш өлшемді коваленттік желіні құру.
Бекітілген стехиометриясы бар көптеген керамикадан айырмашылығы, бор карбиді композициялық бейімделудің кең ауқымын көрсетеді, әдетте B ₄ C пен B ₁₀ аралығында болады. БЕС C, икосаэдрлер мен құрылымдық тізбектердегі көміртегі атомдарының орын ауыстыруына байланысты.
Бұл тәртіпсіздік қаттылық сияқты өмірлік маңызды тұрғын немесе коммерциялық қасиеттерге әсер етеді, электрөткізгіштік, және термиялық нейтронды ұстау қимасы, синтез шарттарына және тағайындалған қолданбаға негізделген сипатты реттеуге мүмкіндік береді.
Атомдық қондырғыда туа біткен кемшіліктер мен проблемалардың болуы оның бірегей механикалық әрекеттеріне де ықпал етеді, деп аталатын сезімді қоса алғанда “стресс жағдайында аморфизация” жоғары қысымда, ауыр әсер ету жағдайында өнімділікті шектей алады.
1.2 Синтез және ұнтақ морфологиясын бақылау
Бор карбиді ұнтағы негізінен бор тотығын жоғары температурада карботермиялық тотықсыздандыру арқылы өндіріледі. (B ₂ O ҮШ) арасындағы температурада электр доғалы пештерінде мұнай коксы немесе графит сияқты көміртекті ресурстармен 1800 ° C және 2300 ° C.
Жауап келесідей жалғасады: B ЕКІ ҮШ + 7C → 2B ₄ C + 6CO, айыппұлға жету үшін кейіннен ұнтақтауды және тазартуды қажет ететін берік кристалды ұнтақ жасау, инновациялық қолданбаларға сәйкес келетін субмикронды немесе наноөлшемді биттер.
Лазер көмегімен химиялық буларды тұндыру сияқты әртүрлі әдістер (CVD), золь-гельді өңдеу, және механикохимиялық синтез жоғары тазалыққа және реттелетін бит өлшемі айналымына жол ұсынады, бірақ олар жиі масштабтау және бағамен шектеледі.
Ұнтақтың ерекшеліктері– оның ішінде бит өлшемі, пішін, шатастырылған күй, және бетінің химиясы– агломерацияға әсер ететін маңызды сипаттамалар болып табылады, орау тығыздығы, және соңғы элемент өнімділігі.
Мысал ретінде, Наносөлшемді бор карбиді ұнтақтары жоғары беттік энергияға байланысты жақсартылған агломерация кинетикасын көрсетеді, төмендетілген температурада тығыздауға мүмкіндік береді, бірақ олар тотығуға бейім және өңдеу және өңдеу кезінде қауіпсіздік ортасын қажет етеді.
Бетінің функционалдығы және көміртекті немесе кремний негізіндегі қабаттармен жабындары дисперстілігін арттыру және қарызды біріктіру кезінде астықтың дамуын болдырмау үшін біртіндеп пайдаланылады..
( Бор карбиді ұнтағы)
2. Механикалық резиденциялар және баллистикалық өнімділік механизмдері
2.1 Қаттылық, Жарықтың беріктігі, және тозуға төзімділік
Бор карбиді ұнтағы оңай қол жетімді ең сенімді жеңіл қару-жарақ өнімдерінің көшбасшысы болып табылады, оның Викерс беріктігінің арқасында шамамен 30– 35 Орташа балл, ол оқтар мен сынықтар сияқты келіп түсетін снарядтарды эрозияға және соқпалауға мүмкіндік береді.
Қалың керамикалық плиткаларға құйылған немесе композитті қалқан жүйелеріне енгізілген кезде, бор карбиді салмағына қарай болат пен алюминий тотығынан асып түседі, жұмысшылардың қауіпсіздігі үшін оңтайлы етеді, автокөлік қалқаны, және аэроғарыштық қорғаныс.
Соған қарамастан, оның жоғары қаттылығына қарамастан, бор карбидінің жарыққа төзімділігін айтарлықтай төмендетеді (2.5– 3.5 МПа · м ¹ / ЕКІ), оны локализацияланған әсер немесе қайталанатын жүктеме кезінде сынуға осал етеді.
Бұл сынғыштық жоғары деформация жылдамдығында күшейеді, ығысу жолағы және кернеуден туындаған аморфизация сияқты динамикалық бұзылу механизмдері құрылымдық тұтастықтың апатты жоғалуына әкелуі мүмкін.
Ағымдағы зерттеулер микроқұрылымдық дизайнға бағытталған– екінші кезеңдерді енгізу сияқты (мысалы, кремний карбиді немесе көміртекті нанотүтіктер), функционалдық номиналды композиттерді өндіру, немесе реттелген архитектураларды жасау– осы шектеулерді жеңілдету үшін.
2.2 Баллистикалық энергияның таралуы және көп соққыға қабілеттілігі
Жеке және автокөлік бронь жүйелерінде, бор карбидті плиткалар әдетте талшықты күшейтілген полимерлі композиттермен қамтамасыз етіледі (мысалы, Кевлар немесе UHMWPE) қалдық кинетикалық энергияны сіңіретін және фрагментацияға ие.
Әсер ету бойынша, керамикалық қабат реттелген түрде жарылады, бөлшектердің фрагментациясын қоса алғанда, жүйелермен қуатты тарату, түйіршік аралық бұзылу, және кезеңді жақсарту.
Жоғары тазалықтан алынған үлкен астық құрылымы, наноөлшемді бор карбиді ұнтағы бөліну пролиферациясына кедергі келтіретін астық шекараларының қалыңдығын арттыру арқылы осы қуатты сіңіру процедураларын күшейтеді..
Ұнтақты өңдеудегі қазіргі инновациялар бор карбидіне негізделген керамикалық-металл қосылыстарының өсуіне әкелді. (керметтер) және көп соққыға төзімділікті арттыратын нано-ламиндалған жақтаулар– қарулы күштер мен құқық қорғау органдарына қойылатын маңызды талап.
Бұл инженерлік материалдар бастапқы әсерден кейін де қорғаныс тиімділігін сақтайды, монолитті керамикалық сауыттың өмірлік шектеуін шешу.
3. Нейтрондарды сіңіру және ядролық дизайнды қолдану
3.1 Жылулық және жылдам нейтрондармен әрекеттесу
Механикалық қолданбалардан тыс, бор карбиді ұнтағы ¹⁰ B изотопының жоғары нейтронды сіңіру қимасына байланысты ядролық инновацияда шешуші рөл атқарады. (3837 термиялық нейтрондарға арналған сарайлар).
Басқару полюстеріне біріктірілген кезде, өнімдерді қамтамасыз ету, немесе нейтрондық детекторлар, бор карбиді нейтрондарды жазу және ¹⁰ B арқылы өту арқылы бөліну реакцияларын тиімді басқарады.( n, а) жеті Ли ядролық реакциясы, оңай қосылатын альфа фрагменттері мен литий иондарын жасау.
Бұл үй оны қысымды су активаторларында таптырмас етеді (PWR), қайнаған су реакторлары (BWRs), және зерттеу реакторлары, Тәуекелсіз жұмыс істеу үшін нақты нейтрондық өзгерістерді бақылау қажет.
Ұнтақ көбінесе түйіршіктерге жасалады, жабындар, немесе болат немесе керамикалық матрицалардың ішіне жеке жылу және механикалық тұрғын үй немесе коммерциялық қасиеттері бар композиттік сіңіргіштерді қалыптастыру үшін жағыңыз..
3.2 Сәулелену кезіндегі тұрақтылық және ұзақ мерзімді өнімділік
Ядролық қондырғылардағы бор карбидінің маңызды артықшылығы оның жоғары термиялық қауіпсіздігі және радиацияға төзімділігі шамамен температура деңгейінен асып түседі. 1000 ° C.
Соған қарамастан, ұзартылған нейтрондық сәулеленуден гелий газының жиналуына әкелуі мүмкін (n, а) жауап, ісінуді тудырады, микрокрекинг, және механикалық тұтастықтың бұзылуы– деп аталатын сенсация “гелийдің сынғыштығы.”
Мұны жеңілдету үшін, зерттеушілер бор карбидінің дәрілік формулаларын жасауда (мысалы, кремниймен немесе титанмен) және газды іске қосуды қамтамасыз ететін және ұзақ қызмет ету мерзімінде өлшемді қауіпсіздікті сақтайтын композиттік стильдер.
Сонымен қатар, ¹⁰ B изотоптық байыту нейтрондарды ұстау өнімділігін арттырады, сонымен бірге талап етілетін өнімнің жалпы көлемін азайтады., активатор дизайнының бейімделуін жақсарту.
4. Дамушы және озық технологиялық интеграциялар
4.1 Қоспа өндірісі және функционалды жіктелген компоненттер
Керамикалық қоспаларды өндірудегі соңғы прогресс байланыстырғыш ағынды және стереолитография сияқты әдістерді қолдана отырып, күрделі бор карбиді элементтерін 3D басып шығаруға мүмкіндік берді..
Бұл процедураларда, үлкен бор карбиді ұнтағы қабат-қабат дәл байланған, толық қалыңдығына жету үшін байланыстыру және жоғары температурада агломерациялау арқылы жабыстырылады.
Бұл мүмкіндік жекелендірілген нейтронды бекітетін геометрияларды жасауға мүмкіндік береді, соққыға төзімді торлы қаңқалар, және бор карбиді болаттармен немесе полимерлермен функционалды номиналды орналасуларда біріктірілген көп материалды жүйелер.
Мұндай архитектуралар қаттылықты біріктіру арқылы тиімділікті арттырады, күш, және бір бөлікте салмақ тиімділігі, қорғаныста жаңа шекараларды ашу, аэроғарыш, және ядролық дизайн.
4.2 Жоғары температураға және тозуға төзімді өнеркәсіптік қолданбалар
Қорғаныс пен ядролық өрістерден тыс, бор карбиді ұнтағы жағымсыз су ағынын азайтатын саптамаларда қолданылады, құм себетін төсемдер, және оның қатты қаттылығы мен химиялық инерттілігі нәтижесінде тозуға төзімді әрлеу.
Ол эрозиялық жағдайда вольфрам карбиді мен алюминий тотығынан асып түседі, әсіресе кремний құмының немесе басқа да қатты бөлшектердің әсерінен.
Металлургияда, ол бункерлер үшін тозуға төзімді лайнер ретінде жұмыс істейді, құлайды, және өрескел шламдарды күтетін сорғылар.
Оның тығыздығы төмендейді (~ 2.52 г/см ТӨРТ) мобильді және салмаққа сезімтал өнеркәсіптік құрылғыларда оның тартымдылығын арттырады.
Ұнтақтың сапасы жақсарған сайын және өңдеудің заманауи технологиялары серпінді, бор карбиді термоэлектрлік өнімдерді қоса алғанда, келесі буын қолданбаларына көбейеді, жартылай өткізгіш нейтронды детекторлар, және ғарыштық радиациядан қорғау.
Ақырында, бор карбиді ұнтағы экстремалды орта дизайнындағы іргетас материалы болып табылады, ультра жоғары беріктікті біріктіреді, нейтронды сіңіру, және жалғыз жағдайда термиялық төзімділік, функционалды керамикалық жүйе.
Оның өмірін қамтамасыз етудегі рөлі, атом энергиясын алуға мүмкіндік береді, және прогрессивті өнеркәсіп тиімділігі оның заманауи технологиядағы стратегиялық маңыздылығын көрсетеді.
Ұнтақты синтездеудегі алға жылжумен, микроқұрылымдық стиль, және интеграция жасау, бор карбиді алдағы онжылдықтарда инновациялық материалдарды әзірлеуде алдыңғы қатарда болады.
5. Дистрибьютор
RBOSCHCO сенімді жаһандық химиялық материалдарды жеткізуші болып табылады & астам өндіруші 12 жоғары сапалы химиялық заттар мен наноматериалдармен қамтамасыз етудегі көп жылдық тәжірибе. Компания көптеген елдерге экспорттайды, АҚШ сияқты, Канада, Еуропа, БАӘ, Оңтүстік Африка, Танзания, Кения, Египет, Нигерия, Камерун, Уганда, Түйетауық, Мексика, Әзірбайжан, Бельгия, Кипр, Чех Республикасы, Бразилия, Чили, Аргентина, Дубай, Жапония, Корея, Вьетнам, Тайланд, Малайзия, Индонезия, Австралия,Германия, Франция, Италия, Португалия және т. Нанотехнологияларды дамытудың жетекші өндірушісі ретінде, RBOSCHCO нарықта үстемдік етеді. Біздің кәсіби жұмыс тобымыз әртүрлі салалардың тиімділігін арттыруға көмектесетін тамаша шешімдерді ұсынады, құндылық жасау, және әртүрлі қиындықтарды оңай жеңе алады. Егер сіз іздесеңіз бор карбидінің кг үшін бағасы, бізбен байланысып, сұрау жіберіңіз.
Тегтер:
Барлық мақалалар мен суреттер Интернеттен алынған. Авторлық құқық мәселелері болса, жою үшін уақытында бізге хабарласыңыз.
Бізден сұраңыз