Бор карбид керамике: Шанче шымлымаш дене палдарымаш, Свойство, да ультрапеҥгыде ончыл материалын революций кучылтмашыже
1. Бор карбид дене палдарымаш: Экстремальный материал
Карбид бор (B ₄ C) ик эн ӧрыктарыше искусственный продукт семын шога, кызытсе продукт шанче шымлымаш дене палыме, Мландӱмбалне эн пеҥгыде материал коклаште верланымыж дене ойыртемалтеш, алмаз да кубический бор нитрид дене гына эртен.
(Бор карбид керамике)
Икымше гана XIX курымышто синтезироватлыме, карбид бор чынжымак лабораторийыште оҥай гыч кӱкшӧ лектышан проектироватлыме системылаште кӱлешан элементыш савырнен, аралыме инноваций, да ядерный приложений.
Тудын моткоч пеҥгыдылыкын посна комбинацийже, иземдыме тыгыдылык, кугу нейтрон поглощений ӱлыл ужаш, да ойыртемалтше химий пеҥгыдылыкше тудым тыгай средаште кӱлешан ышта, кушто стандарт материал-влак ситен огытыл.
Тиде статьяште кумда, но доступен шымлымашым пуа бор карбид керамике, тудын атом структурышкыжо шыҥен пурымаш, синтез йӧн-влак, механике да физический илыме вер але коммерческий собственность, да тӱрлӧ ончыл приложений, тудын ӧрыктарыше атрибутшо-влакым кучылтшо.
Цель — клинике умылымаш ден практический кучылтмаш коклаште верым ушымаш, лудшо-влаклан келге шонымашым темлымаш, организоватлыме умылымаш чын, кузе тиде ӧрыктарыше керамике материалым формо кызытсе технологий.
2. Атом структур да тӱҥ химий
2.1 Кристалл решотка да ушымаш характеристикым
Бор карбид ромбоэдр кышкарыште кристаллизироватлалтеш (кумдык команде R3m) вашталтшан стехиометрийым келыштарыше сложный ӱзгар ячейке дене, тыглай B ₄ C гыч B ₁₀ марте. ВИЧ С.
Тиде структурын негызше 12 атом икосаэдр-влак улыт, нуно шукыж годым бор атом гыч шогат, кум атоман тура шинчыр дене кылдалтше, нуно кристалл решоткам шуят.
Икосаэдр-влак — бор сетьыште пеҥгыде ковалентный кыл лектышлан кӧра пеш пеҥгыде тӱшка улыт, икосаэдр кокласе шинчыр-влак годым– тыглай C-B-C але B-B-B аранжировкым куча– материалын механике да цифровой илыме вер свойствыжым ыштымаште кӱлешан рольым модыт.
Тиде посна стиль кугу степенян ковалентный кыл дене продуктыш конда (ӱмбалне 90%), кудо шке феноменальный пеҥгыдылыкше да шокшо пеҥгыдылыкше верч тура вуйлатыше.
Шинчыр верлаште углеродын коеш улмыжо архитектур пеҥгыдылыкым кугемда, но идеальная стехиометрий гыч келшыдымаш-влак механике пайдалыклан да спеканиелан влиянийым ыштыше ситыдымашым пуртен кертыт.
(Бор карбид керамике)
2.2 Композиционный неравномерность да ситыдымаш химий
Стехиометрий дене кылдалтше икмыняр керамике деч ойыртемалтше, карбид бор кумда однородность массивым ончыкта, бор-углерод отношенийыште кугу вашталтышым ышташ йӧным пуа, чумыр кристалл кышкарлан мешаяш огыл.
Тиде келыштарыме йӧн ойыртемалтше приложенийлан келыштарыме свойствым ышташ йӧным пуа, гынат, тудо тыгак обрабатыватлыше да пайдалык икгайлыкыште нелылыкым луктеш.
Углерод ситыдымаш гай ситыдымаш-влак, бор почмаш-влак, да икосаэдрический искажений-влак шарленыт да пеҥгыдылыклан эҥгекым ыштен кертыт, трещина пеҥгыдылык, да электричестве проводимость.
Мутлан, йымалне стехиометрический макияж-влак (борлан поян) кугурак пеҥгыдылыкым ончыкташ тыршат, но ломаш пеҥгыдылыкым иземдат, углеродлан поян вашталтыш-влак пеҥгыдылык роскотлан кӧра саемдыме спекание ончыктен кертыт.
Тиде ситыдымашым умылаш да регулироватлымаш — ончыл бор карбид шымлымашыште кӱлешан фокус, лӱмынак щит да ядерный приложенийыште пайдалыкым кугемдаш.
3. Синтез да обрабатыватлыме йӧн-влак
3.1 Тӱҥ ыштен лукмо йӧн-влак
Бор карбид порошок утларакше кӱкшӧ температур карботермический восстановлений гоч ышталтын, процедурым, кушто бор кислота (H ₃ BO THREE) але бор оксид (B КОК O ₃) углерод ресурс дене вашешта, мутлан, нефть кокс але электричестве дуговой печеште кӱртньӧ.
Реакций умбакыже шуйна, кузе келшен толеш:
B КОК O ₃ + 7C → 2B НЕЛ C + 6CO (газ)
Тиде процесс температур кӱкшытыштӧ эрта 2000 ° C, кугу энергийым пурташ ӱжмаш.
Тидын деч вара лекше сырьевой B FOUR C фрезероватлалтеш да эрыкталтеш, тыге угыч лийше углерод да реакцийыш пурыдымо оксид-влак деч кораҥыт.
Вес йӧн-влак коклаште магнезиотермический иземдымаш, лазер полшымо дене синтезироватлымаш, да плазме дуга синтез, фрагмент кугыт да арулык ӱмбалне сайрак контрольым пуат, туге гынат, тыглай изи масштабан але ойыртемалтше производствылан гына чак кылдалтыныт.
3.2 Тыгыде да спекание нелылык
Бор карбид керамикым ыштен лукмо годым ик эн кӱлешан нелылык кокла гыч иктыже — пеҥгыде ковалентный кылже да шке диффузионный коэффициентше иземмылан кӧра тичмаш тыгыдемдымашым шукташ.
Тыглай безнапорный спекание чӱчкыдын лектышыш шуаш пористый кӱкшытыштӧ ӱлнӧ 10%, механике чытымашым да баллистический пайдалыкым чот локтылмаш.
Тидым сеҥаш, прогрессированный тыгыдемдыме йӧн-влак кучылталтыт:
Шокшо пушкыдо (HP): Шокшым ик жапыште кучылтмашым ончыкта (мӧҥгешла, 2000– 2200 ° C )да ик осевый давлений (20– 50 МПа) инертный атмосферыште, теоретический кӱжгыт деке лишыл генерироватлымаш.
Шокшо изостатический пресс (ЭРДЫМ): Кугу температур да изотропный газ напряженийым кучылтеш (100– 200 МПа), кӧргӧ пор-влакым кораҥдымаш да механике пеҥгыдылыкым кугемдымаш.
Искра плазман спекание (СПС): Импульсный тура улшо порошок компактым писын шокшылан кучылтеш, йымалне температур кӱкшытыштӧ да ятырлан кӱчык жапыште тыгыдемдаш йӧным пуа, чапле пырче структурым арален кодымо.
Углерод гай ешартыш вещества-влак, кремний, але вашталтыш металл борид-влак чӱчкыдынак пырче чек диффузийым кумылаҥдаш да спекание кугемдаш ончыкталтыт, нуно пеш тыматлын регулироватлалташ кӱлеш гынат, нуным мыскылен пеҥгыдылык деч кораҥдаш манын.
4. Механике да физический илыме вер
4.1 Посна пеҥгыдылык да нумалыт
Бор карбид шке Викерс пеҥгыдылыкше дене палыме, мӧҥгешла, тӱрлӧ 30 чейин 35 Кокла балл, тудым эн неле палыме материал коклаште вераҥдыме.
Тиде пеҥгыде пеҥгыдылык абразивный нумалмашлан ӧрыктарыше торешланымашыш савырна, ыштен B FOUR C чапле приложений, кузе тыгай пескоструйный форсунка, иземдыше ӱзгар-влак, да рудникыште да буритлыме оборудованийыште нумалыт.
Бор карбидыште износ ӱзгар пластика деформаций деч ойыртемалтше микрофрактурым да пырче лукмашым ушештара, ломкий фарфорын характеристикыже.
Туге гынат, тудын йымалне трещина пеҥгыдылыкше (тыглай 2,5– 3.5 МПа · м 1СТ / КОК) ыштен, тудо склонный пудыртен шарлыме йымалне влияний нагрузко, яндар приложенийыште тыматлын ыштыме дизайным йодеш.
4.2 Изи тыгыдылык да кугу деталь пеҥгыдылык
Иктаж тыгыдылык дене 2.52 г/см КУМ, карбид бор — эн куштылго архитектур фарфор коклаште, нелытлан шотлымо приложенийыште кугу пайдам кучылтмаш.
Тиде изи тыгыдылык, кугу компрессионный пеҥгыдылык дене ушнен (ӱмбалне 4 ГПа), феноменальный деталь-влакын пеҥгыдылыкышт деке конда (пеҥгыдылык ден тыгыдылык пропорций), аэрокосмический да аралыме системылан кӱлешан, кушто масса иземмаш кӱлешан.
Мут, личный да автомобиль броньышто, B FOUR C темлена премиум лӱдыкшыдымылык кажне нелыт дене таҥастарымаште полат але глинозём, волгалтарыше йӧным пуа, ятырлан шукырак мобильная лӱдыкшыдымылык системе-влак.
4.3 Шокшо да химий пеҥгыдылык
Бор карбид чапле теплостойкостьым ончыкта, тудын механике пӧрт-влакым мыняр 1000 ° C инертный средаште.
Тудын кугу шӧртньӧ температуржо иктаж 2450 ° C да иземдыме шокшо кушмаш коэффициент (~ 5.6 × 10 ⁻6/ К), кугу шокшо шокшо чытымашым ешарен.
Химически, тудо кислота деч моткоч иммунный (HNO ₃ гай окислительный кислота деч посна) да сжиженный металл-влак, неле химий атмосферыште да атом электростанцийлаште кучылташ келшыше ыштен.
Бирок, окислений утларак кугу лиеш 500 ° C южышто, бор оксидым да углекислый газым ыштымаш, жап эртыме семын ӱмбал кумдыкын чынлыкшым пудыртен кертеш.
Кӱкшӧ температур годым окислений годым аралыме лончо але йырым-йырысе средам контрольышто кучымаш чӱчкыдын кӱлыт.
5. Секретный приложений да технический эффект
5.1 Баллистический лӱдыкшыдымылык да щитым ыштыме йӧн-влак
Бор карбид — кызытсе куштылго щитын тӱҥ материалыже, вет тудын пеҥгыдылыкше да кӱжгытшо иземме дене таҥастараш лийдыме.
Тудо кумдан кучылталтеш:
Броньлан керамике плитке-влак (III да IV кӱкшытан аралыме).
Армий да полиций пашалан автомобиль щит.
Самолёт да вертолёт кабиныште аралыме.
Композитный щит системыште, B ₄ C плитке-влак тыглай волокно дене пеҥгыдемдыме полимер дене пеҥгыдемдалтыныт (мутлан, Кевлар але UHMWPE) керамике лончо снарядым пудыртымо деч вара кодшо кинетический энергийым шыҥдараш.
Тудын кугу пеҥгыдылыкше деч посна, B НЫЛ C шке ӱмбакыже налын кертеш “аморфизаций” кугу писылык дене тӱкныме годым, пеш кугу энергий лӱдыкшӧ ваштареш тудын пашажым чактарыше явлений, кумылаҥдыше повторяющийся шымлымаш композитный модификаций да гибрид фарфор.
5.2 Ядерный конструкций да нейтрон поглощений
Бор карбидын эн кӱлешан пашаже-влак коклаште атомный реакторым виктарымаш да лӱдыкшыдымылык да лӱдыкшыдымылык системе-влак улыт.
10 B изотопын кугу нейтрон поглощений ӱлыл ужашыжлан кӧра (3837 тепловой нейтрон-влаклан амбар-влак), B FOUR C кучылталтеш:
Давлений дене вӱд реактор-влаклан управлений рож-влак (PWR-влак) да шолшо вӱд реактор-влак (BWRs).
Нейтрон аралыме ужаш-влак.
Чрезвычайный ситуацийыште петырымаште системе-влак.
Нейтрон-влакым облучений годым кугу нӧлталтмаш деч посна але пытарыме деч посна поглощать кертмыже тудым ядерный средаште йӧратыме продуктлан шотла.
Туге гынат, 10 B гыч гелий газым ыштымаш(н, ик)Li реакций жап дене кӧргӧ давленийым чумырен да микротрещинообразование ыштен кертеш, кужу жаплан кучылтмо годым шекланен ыштыме да отслеживатлыме кӱлеш.
5.3 Промышленный да износостойкий компонент-влак
Обороно да ядерный пазар деч ӧрдыжтӧ, карбид бор промышленный кучылтмаште кумдан кучылталтеш, тудо моткоч чот йӱлалташ ӱжеш:
Насадке-влак тыгыде вӱд струй дене пӱчкедыме да пескоструйный.
Пеҥгыде шламым обрабатыватлыше насос ден отключатель-влаклан леведыш-влак.
Тӱсдымӧ изделийлан иземдыме ӱзгар-влак.
Тудын химий инертностьшо да шокшо пеҥгыдылыкше тудым тушманле химий обрабатыватлыме атмосферыште ӱшанлын шукташ йӧным пуат, кушто полат ӱзгар-влак, мутат уке, писын йӱлен пытат.
6. Ончыкылык перспективе да шымлымаш шымлымаш чек-влак
Бор карбид фарфорын ончыкылыкшо тудын шкешотан ограниченийжым сеҥыме деч шога– поснак изи трещина пеҥгыдылык да окислений чытымаш– ончыл композит стиль да наноструктурирование дене.
Кызытсе шымлымаш шымлыме направлений-влак тыгай улыт:
B ₄ C-SiC кушмаш, В ₄ С-ТиБ ₂, да В НЕЛ C-CNT (углерод нанотрубка) пеҥгыдылыкым да шокшым эртарыме куатым кугемдаш полшышо соединений-влак.
Ӱмбалым вашталтыме да пытартыш инноваций-влак окислений чытымашым кугемдаш.
Ешартыш производствым (3D печать) B объектын НЕЛ С ужашыжым связующий струйный да SPS стратегий дене пайдаланен.
Материал семын шанче шымлымаш вияҥаш кодеш, бор карбид у тукым инновацийыште эшеат сайрак функцийым шукташ ямде, гиперзвуковой грузовик ужаш гыч тӱҥалын, инноваций ядерный мешак активатор марте.
Иктешлаш, бор карбид керамике ыштыме материалын пайдалыкшын кӱкшытшӧ верч шога, пеҥгыде пеҥгыдылыкым ушен, иземдыме кӱжгыт, да ик веществаште посна ядерный илыме вер собственность.
Синтезыште умбакыже вияҥме гоч, обрабатыватлымаш, да приложений, тиде ӧрыктарыше материал кӱкшӧ лектышан дизайныште лийме чек-влакым умбакыже шуя.
Дистрибьютор
Advanced Ceramics октябрьыште негызлалтын 17, 2012, шымлымаш да вияҥмашлан ӱшанле кӱкшӧ технологиян предприятий, производство, обрабатыватлымаш, сату да технический услуги керамике относительный материалым да изделийым. Мемнан продукцийна пура, но тидын дене гына серлагаш огыл, бор карбид керамике продукций, Бор нитрид керамике продукт-влак, Кремний карбид керамике гыч ыштыме арвер-влак, Кремний нитрид керамике гыч ыштыме арвер-влак, Цирконий диоксид керамике гыч ыштыме арвер-влак, да т. д.. Кумылан улыда гын, пожалуйста, мемнан дене кылым кучаш ида вожыл.([email protected])
Тег-влак: Карбид бор, Бор керамике, Бор карбид керамике
Чыла статья ден сӱрет интернет гыч улыт. Авторский права дене кылдалтше йодыш-влак улыт гын, пожалуйста, жапыштыже мемнан дене кылдалтше кораҥдаш.
Мемнан деч йодса