1. Boro karbido cheminiai ir struktūriniai pagrindai
1.1 Kristalografija ir stechiometriniai pažeidimai
(Boro karbido milteliai)
Boro karbidas (B ₄ C) yra nemetalinė keraminė medžiaga, garsėjanti savo fenomenaliu kietumu, terminis stabilumas, ir neutronų sugerties gebėjimas, priskiriant jį prie sunkiausių žinomų produktų– peržengė tik kubinį boro nitridą ir deimantą.
Jo kristalų karkasas yra pagrįstas romboedrine gardele, sudaryta iš 12 atomų ikosaedrų (pirmiausia B12 arba B11 C) jungiasi linijinėmis C-B-C arba C-B-B grandinėmis, sukuriant trimatį kovalentinį tinklą, kuris suteikia fenomenalaus mechaninio tvirtumo.
Skirtingai nuo daugelio keramikos su fiksuota stechiometrija, boro karbidas pasižymi dideliu kompozicinio pritaikymo spektru, paprastai svyruoja nuo B4C iki B10. PENKI C, dėl anglies atomų pakeitimo ikosaedruose ir struktūrinėse grandinėse.
Šis nelygumas turi įtakos gyvybiškai svarbioms gyvenamosioms ar komercinėms savybėms, tokioms kaip kietumas, elektros laidumas, ir terminio neutronų gaudymo skerspjūvis, leidžianti derinti savybes pagal sintezės sąlygas ir paskirtą taikymą.
Įgimtų trūkumų ir problemų buvimas atominėje sąrangoje taip pat prisideda prie unikalių mechaninių veiksmų, įskaitant pojūtį, žinomą kaip “amorfizacija esant stresui” esant aukštam slėgiui, kurios gali apriboti našumą esant sunkioms situacijoms.
1.2 Sintezės ir miltelių morfologijos kontrolė
Boro karbido milteliai daugiausia gaminami aukštos temperatūros karboterminiu būdu redukuojant boro oksidą (B ₂ O TRYS) su anglies ištekliais, tokiais kaip naftos koksas ar grafitas elektros lanko krosnyse esant tarpinei temperatūrai 1800 °C ir 2300 °C.
Atsakymas vyksta kaip: B DU AR TRYS + 7C → 2B ₄ C + 6CO, sukuria tvirtus kristalinius miltelius, kuriuos vėliau reikia sumalti ir išvalyti, kad būtų pasiekta bauda, submikroniniai arba nanoskalės bitai, tinkami naujoviškoms programoms.
Įvairūs metodai, pavyzdžiui, cheminis nusodinimas garais (CVD), Sol-gel apdorojimas, ir mechanocheminė sintezė siūlo kelius į didesnį grynumą ir reguliuojamą bitų dydžio cirkuliaciją, nors juos dažnai riboja mastelio keitimas ir kaina.
Miltelių savybės– įskaitant bitų dydį, forma, kratinys būsena, ir paviršiaus ploto chemija– yra esminės specifikacijos, turinčios įtakos sukepinimui, pakavimo tankis, ir paskutinio elemento veikimas.
Kaip pavyzdį, nanoskalės boro karbido milteliai pasižymi geresne sukepinimo kinetika dėl didelės paviršiaus energijos, leidžiantis tankinti žemesnėje temperatūroje, tačiau yra jautrūs oksidacijai ir reikalauja saugios aplinkos tvarkymo ir tvarkymo metu.
Paviršiaus funkcionalizavimas ir padengimas anglies arba silicio sluoksniais yra palaipsniui naudojamas siekiant padidinti sklaidą ir užkirsti kelią grūdelių vystymuisi skolos konsolidavimo metu..
( Boro karbido milteliai)
2. Mechaninės rezidencijos ir balistiniai veikimo mechanizmai
2.1 Tvirtumas, Plyšio tvirtumas, ir Atsparumas dilimui
Boro karbido milteliai yra vienų patikimiausių lengvų, lengvai prieinamų šarvų gaminių pirmtakas, dėl savo Vickers solidumo maždaug 30– 35 Pažymių vidurkis, kuri leidžia išgraužti ir atbaidyti gaunamus sviedinius, tokius kaip kulkos ir skeveldros.
Sukepinus į storas keramines plyteles arba įtraukiant į kompozitines skydų sistemas, boro karbidas viršija plieną ir aliuminio oksidą pagal svorį, kad būtų optimalus darbuotojų saugumui, automobilio skydas, ir kosmoso apsauga.
Nepaisant to, nepaisant didelio kietumo, boro karbidas pagrįstai sumažino atsparumą įtrūkimams (2.5– 3.5 MPa · m¹ / DU), padaro jį pažeidžiamą dėl lūžimo esant vietiniam poveikiui arba pakartotinai apkraunant.
Šis trapumas sustiprėja esant dideliam įtempimo greičiui, kur dinaminiai gedimo mechanizmai, tokie kaip šlyties juostos ir streso sukelta amorfizacija, gali sukelti katastrofišką struktūrinio vientisumo praradimą.
Vykdomas tyrimas skirtas mikrostruktūriniam dizainui– pavyzdžiui, įvesti antruosius etapus (pvz., silicio karbidas arba anglies nanovamzdeliai), gamina funkcionaliai įvertintus kompozitus, arba užsakytų architektūrų kūrimas– sušvelninti šiuos apribojimus.
2.2 Balistinės energijos išsklaidymo ir kelių smūgių galimybė
Asmeninėse ir automobilių šarvų sistemose, boro karbido plytelės paprastai yra padengtos pluoštu sustiprintais polimeriniais kompozitais (pvz., Kevlaras arba UHMWPE) kurios sugeria likutinę kinetinę energiją ir turi suskaidymą.
Esant įtakai, keraminis sluoksnis reguliuojamai trūkinėja, galios išsklaidymo sistemose, įskaitant dalelių suskaidymą, tarpkristalinis lūžimas, ir scenos tobulinimas.
Puiki grūdų struktūra, gauta iš didelio grynumo, nanoskalės boro karbido milteliai padidina šias galios absorbcijos procedūras padidindami grūdelių ribų storį, trukdantį dalytis.
Dabartinės miltelių apdorojimo naujovės iš tikrųjų paskatino boro karbido pagrindu pagamintų keramikos ir metalo junginių augimą (kermetai) ir nano laminuotos karkasai, kurie padidina atsparumą daugeliui smūgių– esminis reikalavimas ginkluotosioms pajėgoms ir teisėsaugos programoms.
Šios sukurtos medžiagos išlaiko apsauginį efektyvumą net po pradinio poveikio, sprendžiant gyvybiškai svarbų monolitinių keraminių šarvų apribojimą.
3. Neutronų sugerties ir branduolinio projektavimo taikymas
3.1 Sąveika su terminiais ir greitaisiais neutronais
Be mechaninių pritaikymų, boro karbido milteliai atlieka esminį vaidmenį branduolinėse inovacijose dėl didelio ¹⁰ B izotopo neutronų sugerties skerspjūvio (3837 tvartai šiluminiams neutronams).
Integravus į valdymo stulpus, gaminių tvirtinimas, arba neutronų detektoriai, boro karbidas efektyviai valdo dalijimosi reakcijas, registruodamas neutronus ir eidamas per ¹⁰ B( n, a) septyni Li branduolinis atsakas, sukuriant alfa fragmentus ir ličio jonus, kurie lengvai įtraukiami.
Dėl šių namų jis yra būtinas suslėgto vandens aktyvatoriuose (PWR), verdančio vandens reaktoriai (BWR), ir tyrimų reaktoriai, kur reikalinga specifinė neutronų kaitos kontrolė, kad būtų užtikrintas nerizikingas veikimas.
Milteliai dažnai gaminami tiesiai į granules, dangos, arba paskleisti plieninėse ar keraminėse matricose, kad susidarytų kompozitiniai absorberiai su pritaikytomis šiluminėmis ir mechaninėmis gyvenamosiomis ar komercinėmis savybėmis.
3.2 Stabilumas švitinant ir ilgalaikis veikimas
Esminis boro karbido privalumas branduolinėje aplinkoje yra aukštas šiluminis saugumas ir atsparumas radiacijai, maždaug viršijantis temperatūrą. 1000 °C.
Nepaisant to, Dėl ilgesnio neutronų apšvitinimo gali susidaryti helio dujos (n, a) atsakymą, sukeliantis patinimą, mikrokrekingas, ir mechaninio vientisumo pablogėjimas– pojūtis, vadinamas “helio trapumas.”
Norėdami tai palengvinti, mokslininkai kuria vaistinius preparatus su boro karbidu (pvz., su siliciu arba titanu) ir sudėtiniai stiliai, pritaikyti dujų paleidimui ir išsaugantys matmenų saugumą per ilgą tarnavimo laiką.
Be to, izotopų sodrinimas ¹⁰ B padidina neutronų gaudymo efektyvumą ir sumažina bendrą reikalingą produkto tūrį, gerina aktyvatoriaus dizaino pritaikymą.
4. Naujos ir pažangios technologijų integracijos
4.1 Priedų gamyba ir funkciniu požiūriu surūšiuoti komponentai
Naujausi keraminių priedų gamybos pažanga leido 3D spausdinti sudėtingus boro karbido elementus naudojant tokius metodus kaip rišiklio purškimas ir stereolitografija.
Šiose procedūrose, puikūs boro karbido milteliai yra tiksliai surišti sluoksnis po sluoksnio, priklijuojamas atrišant ir sukepinant aukštoje temperatūroje, kad būtų pasiektas beveik visas storis.
Šis gebėjimas leidžia gaminti individualizuotas neutronų tvirtinimo geometrijas, smūgiams atsparūs grotelių karkasai, ir kelių medžiagų sistemos, kuriose boro karbidas yra sumaišytas su plienu arba polimerais pagal funkcinį įvertinimą.
Tokios architektūros padidina efektyvumą derindamos kietumą, stiprumo, ir svorio efektyvumą vienoje dalyje, atveria naujas gynybos sienas, kosmoso, ir branduolinis projektas.
4.2 Aukštos temperatūros ir dėvėjimuisi atsparios pramoninės programos
Už gynybos ir branduolinių laukų, Boro karbido milteliai naudojami nemaloniuose vandens srovę mažinančiuose purkštukuose, smėliavimo įdėklai, ir nusidėvėjimui atspari apdaila dėl didelio tvirtumo ir cheminio inertiškumo.
Erozijos sąlygomis jis pranoksta volframo karbidą ir aliuminio oksidą, ypač kai yra veikiamas kvarcinio smėlio ar įvairių kitų kietų dalelių.
Metalurgijoje, veikia kaip dilimui atsparus bunkerių įdėklas, krenta, ir siurbliai, prižiūrintys šiurkščias srutas.
Sumažėjęs jo tankis (~ 2.52 g/cm KETURI) daugiau padidina jo patrauklumą mobiliuosiuose ir svoriui jautriuose pramoniniuose įrenginiuose.
Gerėjant miltelių kokybei ir apdorojant šiuolaikines technologijas, proveržis, boro karbidas gali būti naudojamas naujos kartos įrenginiuose, įskaitant termoelektrinius gaminius, puslaidininkiniai neutronų detektoriai, ir kosminė spinduliuotės apsauga.
Pagaliau, Boro karbido milteliai reiškia pagrindo medžiagą, kuri yra ypač atspari aplinkai, derinant itin didelį tvirtumą, neutronų absorbcija, ir šiluminis patvarumas vienkiemyje, funkcinė keraminė sistema.
Jo vaidmuo saugant gyvybes, leidžianti atominę energiją, ir didėjantis pramonės efektyvumas pabrėžia jos strateginę svarbą šiuolaikinėse technologijose.
Tobulėjant miltelių sintezei, mikrostruktūrinis stilius, ir integracija, Boro karbidas ir toliau bus novatoriškų medžiagų kūrimo priešakyje dešimtmečius į priekį.
5. Platintojas
RBOSCHCO yra patikimas pasaulinis cheminių medžiagų tiekėjas & gamintojas su per 12 metų patirtis teikiant itin aukštos kokybės chemines medžiagas ir nanomedžiagas. Įmonė eksportuoja į daugelį šalių, pvz JAV, Kanada, Europa, JAE, Pietų Afrika, Tanzanija, Kenija, Egiptas, Nigerija, Kamerūnas, Uganda, Turkija, Meksika, Azerbaidžanas, Belgija, Kipras, Čekijos Respublika, Brazilija, Čilė, Argentina, Dubajus, Japonija, Korėja, Vietnamas, Tailandas, Malaizija, Indonezija, Australija,Vokietija, Prancūzija, Italija, Portugalija ir kt. Kaip pirmaujantis nanotechnologijų vystymo gamintojas, RBOSCHCO dominuoja rinkoje. Mūsų profesionali darbo komanda siūlo puikius sprendimus, padedančius pagerinti įvairių pramonės šakų efektyvumą, kurti vertę, ir lengvai susidoroja su įvairiais iššūkiais. Jei ieškote boro karbido kaina už kg, nedvejodami susisiekite su mumis ir atsiųskite užklausą.
Žymos:
Visi straipsniai ir nuotraukos yra iš interneto. Jei yra kokių nors autorių teisių problemų, susisiekite su mumis laiku, kad ištrintumėte.
Pasiteiraukite mūsų