1. Бор карбидын үндсэн хими ба талстографийн дизайн
1.1 Молекулын найрлага ба бүтцийн нарийн төвөгтэй байдал
(Бор карбидын керамик)
Бор карбид (Б ДӨРӨВ В) Өндөр бат бөх чанарыг хослуулсан нь хамгийн сонирхолтой, технологийн хувьд чухал керамик материалын нэг юм., бага зузаан, ба нейтрон шингээх онцгой чадвар.
Химийн хувьд, Энэ нь үндсэндээ бор болон нүүрстөрөгчийн атомуудаас тогтдог стехиометрийн бус бодис юм, B ₄ C-ийн хамгийн тохиромжтой томьёотой, гэхдээ түүний жинхэнэ найрлага нь B ₄ C-ээс B ₁₀ хүртэл янз бүр байж болно. ТАВ C, нарийн төвөгтэй болор сүлжээн дэх өөр системүүдээр зохицуулагддаг том нэгэн төрлийн олон янз байдлыг тусгасан.
Бор карбидын болор хүрээ нь ромбоэдр системээс гаралтай (сансрын баг R3̄m), 12 атомын икосаэдрын гурван хэмжээст сүлжээгээр тодорхойлогддог– борын атомуудын цуглуулга– гурвалжин тэнхлэгийн дагуу шууд C-B-C эсвэл C-C гинжээр холбогдсон.
Эдгээр икосаэдра, тус бүрээс бүрдэнэ 11 борын атом ба 1 нүүрстөрөгчийн атом (B ₁₁ C), нь гайхалтай хүчтэй В-тэй ковалентаар холбогддог– Б, Б– C, болон C– C бонд, түүний гайхалтай механик хүч чадал, дулааны аюулгүй байдалд хувь нэмэр оруулдаг.
Эдгээр олон талт нэгжүүд болон завсрын гинжин хэлхээний харагдах байдал нь архитектурын анизотропи болон дотоод асуудлуудыг танилцуулдаг., Энэ нь бүтээгдэхүүний механик зуршил, дижитал гэрт хоёуланд нь нөлөөлдөг.
Хөнгөн цагааны исэл эсвэл цахиурын карбид зэрэг хялбар шаазануудаас ялгаатай, Бор карбидын атомын бүтэц нь тохиргооны уян хатан байдлыг хангах боломжийг олгодог, Стресс, түгшүүр, цацрагийн нөлөөн дор түүний гүйцэтгэлд нөлөөлдөг согог, төлбөрийн эргэлтийг бий болгох боломжийг олгодог..
1.2 Атомын холбооноос үүссэн физик болон электрон орон сууц
Бор карбидын ковалент холболтын сүлжээ нь синтетик материалуудын дунд хүлээн зөвшөөрөгдсөн хамгийн өндөр хатуулгийн үнэ цэнийн нэгд хүргэдэг.– бадмаараг ба куб борын нитридын дараа хоёрдугаарт ордог– ихэвчлэн хооронд хэлбэлздэг 30 руу 38 Викерсийн бат бөх байдлын муж дахь дундаж оноо.
Түүний зузаан нь маш багассан (~ 2.52 г/см ЗУРГАДУГААР), эргэн тойронд нь хийх 30% хөнгөн цагааны исэлээс хөнгөн ба бараг 70% гангаас хөнгөн, бие даасан бамбай, сансар огторгуйн эд анги зэрэг жинд мэдрэмтгий хэрэглээнд чухал давуу тал юм.
Бор карбид нь гайхалтай химийн идэвхгүй байдлыг харуулдаг, сансрын температурын түвшинд их хэмжээний хүчил ба антацидийн цохилтыг тэсвэрлэх, хэдийгээр хэт исэлдүүлэх боломжтой 450 агаарт ° C, борын исэл үүсгэдэг (B ₂ O ЗУРГААН) болон co2, Энэ нь өндөр температурт исэлдэлтийн орчинд бүтцийн шударга байдлыг алдагдуулж болзошгүй юм.
Энэ нь өргөн хүрээтэй (~ 2.1 eV), өндөр температурт электроник болон цацрагийн мэдрэгчийг ашиглах боломжтой хагас дамжуулагч гэж ангилдаг..
Цаашлаад, Зебекийн өндөр коэффициент ба дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь түүнийг дулааны цахилгаан энерги хувиргахад нэр дэвшигч болгодог., ялангуяа уламжлалт материал амжилтгүй болсон хүнд нөхцөлд.
(Бор карбидын керамик)
Бүтээгдэхүүн нь ¹⁰ B изотопын өндөр нейтрон барих хөндлөн огтлолын улмаас гайхалтай нейтрон шингээлтийг харуулж байна. (тухай 3837 дулааны нейтроны амбаар), Энэ нь цөмийн реакторын хяналтын саваанд зайлшгүй шаардлагатай болгодог, хамгаалах, болон хийн хадгалах зайны системд хөрөнгө оруулалт хийсэн.
2. Синтез, Харьцах, ба нягтрал дахь саад тотгорууд
2.1 Аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэл ба нунтаг барилгын аргууд
Бор карбид нь ихэвчлэн борын хүчлийн өндөр температурт карботермаль бууралтаас үүсдэг (H ₃ BO ₃) эсвэл борын исэл (B ₂ O ТАВ) нефтийн кокс эсвэл нүүрс зэрэг нүүрстөрөгчийн нөөцтэй цахилгаан нуман халаагуур дээр ажиллаж байна 2000 ° C.
Хариулт нь дараах байдлаар үргэлжилнэ: 2Б ХОЁР ХОЁР + 7C → B ДӨРӨВ В + 6CO, бүдүүн ширхэгтэй үүсгэх, керамиктай харьцахад тохиромжтой микрон жижиг фрагментийн хэмжээг гаргахын тулд их хэмжээний тээрэмдэх шаардлагатай өнцгийн нунтаг.
Альтернатив синтезийн замууд нь өөрөө тархдаг өндөр температурт синтезийг агуулдаг (SHS), лазераар өдөөгдсөн химийн уурын хуримтлал (ЗСӨ), болон плазмын тусламжтай техник, Эдгээр нь стехиометрийн болон фрагментийн морфологийн хяналтыг илүү сайн ашигладаг боловч үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд бага зэрэг өргөжүүлэх боломжтой байдаг..
Хүчтэй хатуулагтай учраас, Бор карбидыг шууд нунтаг болгон нунтаглах нь эрчим хүч их шаарддаг бөгөөд сараалжтай материалаас бохирдох эрсдэлтэй байдаг., цэвэр байдлыг хадгалахын тулд борын карбид доторлогоотой тээрэм эсвэл полимер нунтаглах хэрэгсэл ашиглахыг шаарддаг.
Нэг төрлийн савлагаа, найдвартай нийлэгжилтийг баталгаажуулахын тулд үүссэн нунтагыг сайтар тодорхойлж, бөөгнөрүүлэх хэрэгтэй..
2.2 Синтерлэх хязгаарлалт ба хосолсон дэвшилтэт арга
Бор карбидын керамик барилгын томоохон бэрхшээл бол ковалент холболтын шинж чанар, өөрөө тархах коэффициент багатай байдаг., стандарт даралтгүй агломержуулалтын үед нягтралыг эрс хязгаарладаг.
Мөн ойртож буй температурт 2200 ° C, даралтгүй агломержуулалт нь ерөнхийдөө 80-тай шаазан үйлдвэрлэдэг– 90% академик зузаан, үлдэгдэл сүвэрхэг үлдэгдэл нь механик тэсвэрлэх чадвар, баллистик гүйцэтгэлийг бууруулдаг.
Үүнийг даван туулахын тулд, халуун түлхэлт зэрэг нягтруулах арга техникийг дэвшилтэт (HP) ба халуун изостатик түлхэлт (ХИП) ашиглаж байна.
Халуун түлхэлт нь нэг тэнхлэгт ачаалал өгдөг (ихэвчлэн 30– 50 МПа) хоорондын температурт 2100 ° C ба 2300 ° C, фрагментийн дахин зохион байгуулалт, хуванцар хэв гажилтыг дэмжих, зузаанаас хэтрэхийг зөвшөөрнө 95%.
HIP нь изостатик хийн даралтыг хэрэглэснээр нягтралыг улам сайжруулдаг (100– 200 МПа) капсулын дараа, битүү нүх сүвийг арилгаж, хагарлын бат бөх чанарыг сайжруулснаар бараг бүрэн нягтралд хүрнэ.
Нүүрстөрөгч зэрэг нэмэлт бодисууд, цахиур, эсвэл металл боридуудыг шилжүүлэх (жишээ нь, ТиБ ХОЁР, CrB ХОЁР) нийлэгжилтийг нэмэгдүүлэх, үр тарианы өсөлтийг саатуулах зорилгоор заримдаа бага хэмжээгээр нэвтрүүлдэг, Хэдийгээр тэдгээр нь хатуулаг эсвэл нейтрон шингээх үр ашгийг бага зэрэг бууруулж болно.
Эдгээр ололт амжилтыг үл харгалзан, үр тарианы хилийн сул тал болон дотоод хэврэг байдал нь тасралтгүй сорилт хэвээр байна, ялангуяа эрчимтэй ачааллын нөхцөлд.
3. Хэт их ачааллын нөхцөлд механик үйлдэл ба гүйцэтгэл
3.1 Баллистик эсэргүүцэл ба эвдрэлийн систем
Бор карбид нь биеийн хуягт хөнгөн жинтэй баллистик хамгаалалтын шилдэг материал гэдгээрээ алдартай., машины өнгөлгөө, болон онгоцны хамгаалалт.
Түүний өндөр бат бөх чанар нь хуяг цоолох сум, хэсгүүд гэх мэт ирж буй сумнуудыг зохих ёсоор муудаж, мушгих боломжийг олгодог., хагарлаас бүрдэх системээр дамжуулан кинетик хүчийг сарниулах, бичил хагарал, болон орон нутгийн үе шатны өөрчлөлт.
Гэсэн хэдий ч, борын карбид гэж нэрлэгддэг үзэгдлийг харуулдаг “цочролын дор аморфизм,” хаана, өндөр хурдны нөлөөллийн дор (ихэвчлэн > 1.8 км/с), талст бүтэц нь шууд эмх замбараагүй болж задардаг, ачаалал даах чадваргүй аморф фаз, эмгэнэлт бүтэлгүйтэлд хүргэсэн.
Энэ нь даралтаар өдөөгдсөн аморфизм, in-situ рентген туяаны дифракц болон TEM судалгаагаар ажиглагдсан, Энэ нь икосаэдр систем ба C-B-C гинжин хэлхээний хэт их шилжилтийн стресст задардагтай холбоотой юм..
Үүнийг багасгах хүчин чармайлт нь үр тарианы сайжруулалтаас бүрддэг, нийлмэл хэв маяг (жишээ нь, B ДӨРВӨН C-SiC), ба хугарлын тархалтыг удаашруулж, хуваагдалтай байх уян хатан гангаар бүрсэн гадаргуугийн талбай.
3.2 Элэгдлийн эсэргүүцэл ба үйлдвэрлэлийн хэрэглээ
Өнгөрсөн хамгаалалт, Бор карбидын элэгдэлд тэсвэртэй байдал нь түүнийг хүнд элэгдэлд оруулаад арилжааны зориулалтаар ашиглахад тохиромжтой, элс цацах хошуу гэх мэт, усны тийрэлтэт огтлох зөвлөмжүүд, болон нунтаглах хэрэгсэл.
Түүний бат бөх чанар нь вольфрамын карбид ба хөнгөн цагааны исэлээс хамаагүй давж гардаг, өндөр хүчин чадалтай үйлдвэрлэлийн орчинд ашиглалтын хугацааг уртасгаж, засвар үйлчилгээний зардлыг багасгахад хүргэдэг..
Бор карбидаас хийсэн элементүүд нь хурдан устгалгүйгээр өндөр даралтын зүлгүүрийн урсгалд ажиллах боломжтой, гэхдээ процедурын явцад дулааны цочрол болон суналтын дарамтаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд болгоомжтой байх шаардлагатай.
Цөмийн нөхцөлд ашиглах нь хий боловсруулах системийн элэгдэлд тэсвэртэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд ч хүрдэг, механик бат бөх чанар ба нейтрон шингээлт хоёулаа шаардлагатай байдаг.
4. Цөмийн стратегийн хэрэглээ, Сансар огторгуй, болон хөгжиж буй технологиуд
4.1 Нейтрон шингээх ба цацрагаас хамгаалах шийдэл
Цэргийн бус хэрэглээний хамгийн чухал зүйлийн нэг бол бор карбидын атомын энергийн үлдэгдэл юм, хяналтын туйлуудад нейтрон шингээх бүтээгдэхүүн болж үйлчилдэг, хаалтын үрэл, цацрагаас хамгаалах байгууламжууд.
¹⁰ B изотопын баялаг учраас (ихэвчлэн ~ 20%, гэхдээ > хүртэл баяжуулж болно 90%), бор карбид нь ¹⁰ B-ээр дамжуулан дулааны нейтроныг үр дүнтэй барьж авдаг(n, а)долоон Ли хариу, Бүтээгдэхүүнд амархан агуулагдах альфа фрагментүүд болон лити ионуудыг бий болгох.
Энэ урвал нь цацраг идэвхт бус бөгөөд маш бага урт хугацааны дагалдах бүтээгдэхүүн үүсгэдэг, бор карбидыг кадми, гафни гэх мэт хувилбаруудаас хамаагүй аюулгүй, илүү тогтвортой болгодог..
Үүнийг даралтат усны идэвхжүүлэгчид ашигладаг (PWRs), буцалж буй усны реакторууд (BWRs), болон судалгааны идэвхжүүлэгчид, гол төлөв шингэрүүлсэн үрэл хэлбэрээр, хувцасласан хоолой, эсвэл нийлмэл хавтан.
Нейтроны цацрагийн дор түүний тогтвортой байдал, задралын бүтээгдэхүүнийг хадгалах чадвар нь идэвхжүүлэгчийн аюулгүй байдал, аюулгүй байдлыг сайжруулж, ашиглалтын хугацааг уртасгадаг..
4.2 Сансар огторгуй, Термоэлектрик, ба Ирээдүйн материаллаг хил хязгаар
Агаарын сансарт, борын карбидыг хэт авианы машинд ашиглахаар нээж байна, өндөр хайлах хүчин зүйл хаана байна (~ 2450 ° C), багассан зузаан, дулааны цохилтын эсэргүүцэл нь металл хайлшаас давуу талтай.
Дулаан цахилгаан хэрэгсэлд түүний боломж нь өндөр Seebeck коэффициент ба дулаан дамжилтын бууралтаас үүдэлтэй., Сансрын гүний датчик эсвэл цөмийн эрчим хүчний систем зэрэг хүнд агаар мандалд хаягдал дулааныг шууд цахилгаан энерги болгон хувиргах боломжийг олгодог..
Мөн олон үйлдэлт архитектурын электроникийн бат бөх чанар, цахилгаан дамжуулах чанарыг сайжруулахын тулд нүүрстөрөгчийн нано хоолой эсвэл графен бүхий бор карбид дээр суурилсан нийлмэл материалыг бий болгох судалгаа хийгдэж байна..
Цаашлаад, Хагас дамжуулагч барилгуудыг бүс нутаг болон цөмийн хэрэглээнд зориулж цацрагаар хатууруулсан мэдрэгч, детекторуудад ашиглаж байна..
Товчхондоо, бор карбидын шаазан нь механик үр ашгийн туйлын уулзварт суурийн материалыг төлөөлдөг, цөмийн дизайн, болон дэвшилтэт үйлдвэрлэл.
Энэ нь хэт өндөр бат бөх байдлын цорын ганц төрлийн холимог юм, багассан зузаан, нейтрон шингээх чадвар нь түүнийг батлан хамгаалах болон цөмийн орчин үеийн технологид орлуулашгүй болгодог, Харин сансар огторгуйд эрчим хүчээ өргөжүүлэхийн тулд тасралтгүй судалгааны судалгаа хийсээр байна, эрчим хүчний хувиргалт, болон дараагийн үеийн нэгдлүүд.
Сайжруулах стратеги нэмэгдэж, шинэ нийлмэл загварууд гарч ирдэг, Бор карбид нь хамгийн их шаардагддаг технологийн саад бэрхшээлийг даван туулахад материалын шинэчлэлийн тэргүүлэгч хэвээр байх нь дамжиггүй..
5. Дистрибьютер
Advanced Ceramics 10-р сард байгуулагдсан 17, 2012, нь судалгаа, хөгжүүлэлтийн төлөө тууштай өндөр технологийн аж ахуйн нэгж юм, үйлдвэрлэл, боловсруулах, керамик харьцангуй материал, бүтээгдэхүүний худалдаа, техникийн үйлчилгээ. Манай бүтээгдэхүүнд бор карбидын керамик бүтээгдэхүүнүүд орно, гэхдээ үүгээр хязгаарлагдахгүй, Бор нитридын керамик бүтээгдэхүүн, Цахиурын карбидын керамик бүтээгдэхүүн, Цахиурын нитридын керамик бүтээгдэхүүн, Цирконийн давхар ислийн керамик бүтээгдэхүүн, гэх мэт. Хэрэв та сонирхож байвал, бидэнтэй холбоо барина уу.([email protected])
Шошго: Бор карбид, Бор керамик, Бор карбидын керамик
Бүх нийтлэл, зургийг интернетээс авсан болно. Зохиогчийн эрхийн асуудал байвал, устгахын тулд бидэнтэй холбоо барина уу.
Биднээс асуугаарай