1. Kîmyaya Bingehîn û Sêwirana Krîstalografî ya Karbîdê Boron
1.1 Pêkhatina molekular û tevliheviya strukturel
(Boron Carbide Seramîk)
Boron carbide (B ÇAR C) wekî yek ji materyalên seramîk ên herî balkêş û teknolojîk girîng e ji ber tevliheviya wê ya bêhempa ya hişkbûna giran., stûrbûna kêm, û kapasîteya vegirtina neutronê ya awarte.
Kîmyewî, ew maddeyek ne-stokyometrî ye ku di serî de ji atomên bor û karbonê pêk tê, bi formula îdealîzekirî ya B ₄ C, her çend pêkhateya wê ya rastîn dikare ji B₄ C heya B10 diguhere. PÊNC C, cûrbecûr homojeniyek mezin a ku ji hêla pergalên alternatîf ve di nav tora wê ya krîstal a tevlihev de tê rêve kirin nîşan dide.
Çarçoveya krîstal a karbîdê boron ji pergala rombohedral tê (tîma fezayê R3̄m), ji hêla torgilokek sê-alî ya 12 atomê icosahedra ve hatî nas kirin– berhevokên atomên boron– bi zincîreyên rasterast C-B-C an C-C li ser eksê trigonal ve girêdayî ye.
Ev ikosahedra, her yek ji 11 atomên boron û 1 atoma karbonê (B 11 C), bi B-ya pir xurt ve bi kovalentî ve girêdayî ne– B, B– C, û C– girêdanên C, beşdarî hêza wê ya mekanîkî ya berbiçav û ewlehiya germî dibe.
Dîtina van yekîneyên piralî û zincîreyên navberî anîsotropiya mîmarî û pirsgirêkên hundurîn destnîşan dike., ku hem li ser adetên mekanîkî hem jî malên dîjîtal ên hilberê bandor dike.
Berevajî porselenên hêsantir ên wekî alumina an karbîd silicon, mîmariya atomê ya karbîdê boron rê dide nermbûna konfigurasyonê ya girîng, çêkirina kêmasiyan û gerîdeya xercê ku bandorê li performansa wê di bin stres û fikar û tîrêjê de dike gengaz dike.
1.2 Niştecîhên Fîzîkî û Elektronîkî yên Ji Girêdana Atomê Diqewimin
Tora girêdana kovalentî ya di karbîd boron de rê li ber yek ji herî bilindtirîn nirxa serhişkiya naskirî di nav materyalên sentetîk de vedike.– Bi tenê yaqût û nîtrîda boron kubîk e– bi gelemperî ji 30 ber 38 Pîvana navînî li ser rêza hişkiya Vickers.
Stûriya wê pir kêm dibe (~ 2.52 g/cm ŞEŞ), çêkirina wê li dora 30% ji aluminayê siviktir û hema hema 70% ji pola siviktir, avantajek girîng di serîlêdanên hesas ên giran de yên wekî mertalê kesane û parçeyên hewayê.
Boron carbide bêhêziya kîmyewî ya berbiçav nîşan dide, di asta germahiya fezayê de li hember gelek asîd û antasîdan li ber xwe dide, tevî ku ew dikare li ser oxidize 450 ° C di hewayê de, çêkirina oksîdê borik (B ₂ O ŞEŞ) û co2, ku dibe ku di mîhengên oksîdatîf ên germahiya bilind de rastbûna strukturel xirab bike.
Ew bandgapek berfireh heye (~ 2.1 eV), kategorîzekirina wê wekî nîvconductor bi sepanên potansiyel ên di elektronîk û detektorên radyasyonê yên germahiya bilind de.
Wekî din, hevsengiya wê ya Seebeck ya bilind û guheztina germê ya kêmkirî wê ji bo veguheztina enerjiya termoelektrîkê berendamek dike., nemaze di hawîrdorên giran de ku materyalên kevneşopî têk diçin.
(Boron Carbide Seramîk)
Hilber di heman demê de ji ber girtina neutronê ya îzotopê ya ¹⁰ B vegirtina neutronê ya fenomenal nîşan dide. (ji dor 3837 ambarên ji bo neutronên termal), ku ew di çîpên kontrolê yên reaktora nukleer de girîng e, parastin, û pergalên cîhê hilanîna gazê veberhênan.
2. Synthesis, Handling, û Astengiyên li Densification
2.1 Hilberîna Pîşesazî û Rêbazên Avakirina Powder
Karbîd boron bi giranî bi kêmbûna karbotermîk a germahiya bilind a asîda boricê tê afirandin (H ₃ BO ₃) an oxide boron (B ₂ O PÊNC) bi çavkaniyên karbonê yên wekî koka petrolê an komirê di germkerên kemera elektrîkê de diherike 2000 ° C.
Bersiv wiha berdewam dike: 2B DU O DU + 7C → B ÇAR C + 6CO, dirust dikin, tozên goşeyî yên ku ji bo pêkanîna mezinahiyên perçeyên jêr mîkrok ên ku ji bo hilgirtina seramîk guncan in hewcedarê rijandina girîng in.
Rêyên sentezê yên alternatîf senteza germahiya bilind-xwe-propagandî jî vedihewîne (SHS), depokirina buhara kîmyewî ya bi lazer (CVD), û teknîkên bi alîkariya plazmayê, yên ku li ser stoichiometry û morfolojiya perçeyê kontrolek çêtir bikar tînin lê ji bo karanîna pîşesaziyê hindiktir in.
Ji ber hişkbûna wê ya giran, rijandina karbîdê boronê rast di nav tozên mezin de enerjî-dijwar e û ji gemariya ji medyaya grîng re xeternak e., daxwaza bikaranîna karbidên boron-karbîd an arîkariyên hûrkirina polîmerî ji bo domandina paqijiyê.
Pêdivî ye ku tozên encam bi baldarî bêne nas kirin û deaglomerasyon kirin da ku pakkirina yekreng û sinterkirina pêbawer garantî bike..
2.2 Sînorkirinên Sintering û Nêzîktêdayînên Kombînasyona Pêşketî
Zehmetiyek girîng di avakirina seramîk a karbîdê boron de cewhera girêdana wê ya kovalent û hevbera xwe-belavbûna kêm e., ku di dema sinterkirina standard a bê zext de bi tundî denbûnê sînordar dike.
Her weha di germahiyên nêzîk de 2200 ° C, sinterkirina bê zext bi gelemperî porselenên bi 80 çêdike– 90% stûrbûna akademîk, hiştina poroziya bermayî ya ku bîhnfirehiya mekanîkî û performansa balîstîk xirab dike.
Ji bo vê bi ser bikeve, teknolojiyên dravkirina pêşkeftî yên wekî pêxistina germ (HP) û pêxistina îsostatî ya germ (KÛLÎMEK) têne bikaranîn.
Pevçûnek germ stresa yekaxial pêk tîne (bi gelemperî 30– 50 MPa) di germahiyên di navbera 2100 ° C û 2300 ° C, teşwîqkirina vesazkirina perçeyê û deformasyona plastîk, destûr dide ku qalindî zêde bibe 95%.
HIP bi sepandina zexta gazê ya îsostatî hê bêtir dendikê çêtir dike (100– 200 MPa) piştî encapsulasyonê, ji holê rakirina porên girtî û gihîştina dendika hema-temam bi hişkbûna şikestê ya çêtir.
Additives wek karbonê, silicon, an borîdên metal veguherînin (wek mînak., TiB DU, CrB TWO) carinan bi mîqdarên hindik têne destnîşan kirin da ku tevlihevbûnê zêde bikin û mezinbûna genim asteng bikin, her çend ew dikarin piçek zexmbûn an karbidestiya vegirtina neutronê kêm bikin.
Tevî van serkeftinan, qelsiya sînorên genim û ziraviya xwerû berdewam dikin ku dijwariyên bêdawî bin, bi taybetî di bin şert û mercên barkirina zindî de.
3. Çalakiyên Mekanîkî û Performansa Di bin Mercên Barkirina Extreme de
3.1 Pergalên Berxwedana Balîstîk û Têkçûn
Boron carbide bi berfirehî wekî materyalek pêşîn ji bo parastina balîstîkî ya sivik di zirxên laş de tê nas kirin., car plating, û parastina balafiran.
Zehmetiya wê ya bilind dihêle ku ew bi rêkûpêk xirab bike û fîşekên tê yên wekî gule û perçeyên zirxî qul bike., belavkirina hêza kînetîk bi rêya pergalên ku ji crack pêk tên, microcracking, û guhertina qonaxa herêmî.
Lê dîsa jî, karbîd boron fenomenek bi navê xwe nîşan dide “amorfîzasyon di bin şokê de,” ko, di bin bandora leza bilind de (bi gelemperî > 1.8 km/s), avaniya krîstal rast diqelişe û diherike, qonaxa amorf a ku xwedî kapasîteya bargiraniyê nîne, di encama têkçûna trajîk de.
Ev amorfîzasyona zextê, bi lêkolînên tîrêjên X-tîrêjê û vekolînên TEM-ê ve têne dîtin, ji perçebûna pergalên icosahedral û zincîreyên C-B-C di bin stresa şilbûnê ya giran de tê hesibandin..
Hewldanên ji bo kêmkirina vê yekê ji başkirina genim pêk tê, şêweya pêkhatî (wek mînak., B ÇAR C-SiC), û rûberê rûberê bi polayên pêçandî vedigire da ku belavbûna şikestinan dereng bike û perçebûnê hebe.
3.2 Berxwedana Wear û Serîlêdanên Pîşesaziyê
Parastina berê, Berxwedana xişandinê ya karbîdê boron wê ji bo sepanên bazirganî, tevî cil û bergên giran, îdeal dike, wek nozzles sandblasting, şîretên birrîna jet avê, û medyaya qirkirinê.
Zehmetiya wê bi giranî ji ya karbîd tungsten û alumina derbas dibe, rê li ber dirêjahiya jiyana dirêj û kêmkirina lêçûnên parastinê di atmosferên hilberîna bilind de.
Hêmanên ku ji karbîd boron têne çêkirin dikarin di bin herikandina tansiyona bilind de bêyî hilweşîna bilez tevbigerin, her çend pêdivî ye ku baldarî were xwestin ku pêşî li şoka termal û stresên tansiyonê di dema prosedurê de were girtin.
Bikaranîna wê di mîhengên nukleerî de di pergalên hilgirtina gazê de jî digihîje pêkhateyên berxwedêr ên cilê, li ku derê hişkbûna mekanîkî û vegirtina neutronê her du jî hewce ne.
4. Sepanên Stratejîk di Nukleerê de, Aerospace, û Teknolojiyên Pêşketî
4.1 Çareseriyên Avgirtin û Parastina Radyasyonê ya Neutron
Di nav yek ji girîngtirîn serîlêdanên ne-leşkerî de karbîd boron di enerjiya atomê de dimîne, li cihê ku ew di polên kontrolê de wekî hilberek neutron-vekêşanê re xizmetê dike, pelletên girtinê, û strukturên parastina radyasyonê.
Ji ber dewlemendiya zêde ya îzotopa ¹0 B (normal ~ 20%, lê belê dikare bi > dewlemend bibe 90%), karbîd boron bi karîgerî neutronên termal bi riya ¹0 B digire(n, yek)heft Li bersiva, çêkirina perçeyên alfa û îyonên lîtiumê ku bi hêsanî di hundurê hilberê de têne girtin.
Ev reaksiyonê ne-radyaktîf e û pir hindik hilberên jiyanî yên dirêj çêdike, çêkirina karbîd boron ji alternatîfên mîna kadmium an hafnium pir ewletir û pir aramtir e..
Ew di aktîvatorên ava zextkirî de tê bikar anîn (PWRs), reaktorên ava kelandî (BWRs), û çalakvanên lêkolînê, bi gelemperî di forma pelletên ziravkirî de, lûleyên pêçandî, an panelên pêkhatî.
Stabiliya wê di bin tîrêjkirina neutron de û şiyana domandina hilberên fissionê ewlekarî û ewlehiya aktîvator û jiyana dirêj a xebitandinê çêtir dike..
4.2 Aerospace, Thermoelectrics, û Sînorên Materyalên Pêşerojê
Di asmanî de, karbîd boron ji bo karanîna di aliyên pêşeng ên gerîdeya hîpersonîk de tê vedîtin, ku faktora wê ya helandinê bilind e (~ 2450 ° C), stûrbûn kêm kirin, û berxwedana şokê ya termal li ser alloyên metal avantajên peyda dike.
Potansiyela wê ya di amûrên termoelektrîkê de ji rêjeya wê ya Seebeck-ê ya bilind û gihandina termal kêm tê., di atmosferên giran de wek sondayên fezayê yên kûr an pergalên bi enerjiya nukleerî veguhertina rasterast a germahiya bermayî vediguhezîne enerjiya elektrîkê..
Di heman demê de lêkolîn tê kirin ku ji bo elektronîkên mîmarî yên pirfunctional bi nanotubeyên karbonê an jî grafene pêkhateyên li ser bingeha karbîd boron werin damezrandin..
Wekî din, avahiyên wê yên nîvconductor ji bo sepanên navokî û navokî di yekeyên hestiyar û detektorên hişk-radyasyonê de têne bikar anîn..
Bi kurtî, porselenên karbîdên boron ji bo materyalek bingehîn li hevberdana karbidestiya mekanîkî ya zehf radiwestin, sêwirana navokî, û hilberîna pêşkeftî.
Tevliheviya wê ya yek-cûre ya hişkbûna ultra-bilind, stûrbûn kêm kirin, û şiyana vegirtina neutronê wê di berevanî û teknolojiyên nûjen ên nukleerî de bê guhezbar dike, dema ku lêkolîna lêkolînê ya domdar dimîne ku enerjiya xwe rast li hewayê berfireh bike, veguherîna enerjiyê, û pêkhateyên nifşê din.
Her ku stratejiyên rafîneriyê zêde dibin û sêwiranên nû yên pêkhatî derdikevin, karbîd boron bê guman dê ji bo astengiyên teknolojîk ên herî hewcedar di dera pêşeng a nûjeniya materyalan de bimîne.
5. Distributor
Seramîkên pêşkeftî di Cotmehê de hate damezrandin 17, 2012, pargîdaniyek teknolojîya bilind e ku bi lêkolîn û pêşkeftinê ve girêdayî ye, çêkerî, xebitandinî, firotan û karûbarên teknîkî yên materyal û hilberên têkildar ên seramîk. Berhemên me bi Hilberên Seramîk ên Boron Carbide ve lê ne sînorkirî ne, Berhemên Seramîk ên Boron Nitride, Berhemên Seramîk ên Silicon Carbide, Berhemên Seramîk ên Silicon Nitride, Berhemên Seramîk ên Zirconium Dioxide, etc. Ger bala we dikişîne, ji kerema xwe bi me re têkilî daynin.([email protected])
Tags: Boron Carbide, Boron Seramîk, Boron Carbide Seramîk
Hemû gotar û wêne ji Înternetê ne. Ger pirsgirêkên copyright hene, ji kerema xwe di wextê de bi me re têkilî daynin da ku jêbirin.
Li me bipirsin