1. بورون ڪاربائڊ جي بنيادي ڪيمسٽري ۽ ڪرسٽللوگرافڪ ڊيزائن
1.1 ماليڪيولر ڪمپوزيشن ۽ ساخت جي پيچيدگي
(بورون ڪاربائيڊ سيرامڪ)
بورون ڪاربائڊ (بي چار سي) سخت پختگي جي منفرد ميلاپ جي ڪري سڀ کان وڌيڪ دلچسپ ۽ ٽيڪنالاجي طور تي اهم سيرامڪ مواد مان هڪ آهي., گھٽ ٿولهه, ۽ غير معمولي نيوٽران جذب ڪرڻ جي صلاحيت.
ڪيميائي طور, اهو هڪ غير اسٽوچيوميٽريڪ مادو آهي جيڪو بنيادي طور تي بوران ۽ ڪاربان جوهر مان ٺهيل آهي, B ₄ C جي مثالي فارمولي سان, جيتوڻيڪ ان جي حقيقي جوڙجڪ B ₄ C کان B ₁₀ تائين مختلف ٿي سگهي ٿي. پنج سي, ان جي پيچيده ڪرسٽل لٽيس اندر متبادل سسٽم پاران سنڀاليندڙ هڪ وڏي هڪجهڙائي واري قسم کي ظاهر ڪري ٿو.
بوران ڪاربائيڊ جو ڪرسٽل فريم ورڪ رومبوهڊرل سسٽم مان اچي ٿو (خلائي ٽيم R3̄m), 12-ائٽم icosahedra جي هڪ ٽي-dimensional نيٽ ورڪ جي سڃاڻپ– بورون جوهر جو مجموعو– سڌي طرح C-B-C يا C-C زنجيرن سان ڳنڍيل محور سان ڳنڍيل آهي.
اهي icosahedra, هر هڪ تي مشتمل آهي 11 بورون ايٽم ۽ 1 ڪاربان جوهر (بي ₁₁ سي), قابل ذڪر مضبوط بي سان گڏيل طور تي ڳنڍيل آهن– ب, ب– سي, ۽ سي– سي بانڊ, ان جي شاندار ميڪانياتي طاقت ۽ حرارتي سيڪيورٽي ۾ مدد ڪندي.
انهن پولي هيڊرل يونٽن ۽ وچولي زنجيرن جي نمائش آرڪيٽيڪچرل انيسوٽروپي ۽ اندروني مسئلن کي متعارف ڪرايو آهي, جيڪي پيداوار جي مشيني عادتن ۽ ڊجيٽل گهرن کي متاثر ڪن ٿا.
آسان پورسلن جي برعڪس جهڙوڪ ايلومينا يا سلکان ڪاربائڊ, بوران ڪاربائيڊ جو ايٽمي فن تعمير انتهائي ترتيب واري لچڪ جي اجازت ڏئي ٿو, ان کي ممڪن بڻائڻ لاءِ نقص جي ٺهڻ ۽ فيس جي گردش جيڪا ان جي ڪارڪردگي کي دٻاءُ ۽ پريشاني ۽ شعاع جي تحت متاثر ڪري ٿي.
1.2 جسماني ۽ اليڪٽرانڪ رهائشي ائٽمي بانڊنگ کان ٿينديون آهن
بورون ڪاربائڊ ۾ ڪوولنٽ بانڊنگ نيٽ ورڪ مصنوعي مواد جي وچ ۾ سڀ کان وڌيڪ ممڪن طور تي سڃاتل سختي جي قيمتن مان هڪ آهي.– ٻيو نمبر صرف روبي ۽ ڪيوبڪ بوران نائٽرائڊ کان پوءِ– عام طور تي کان وٺي 30 جي طرف 38 ويڪرز جي پختگي جي حد تي گريڊ پوائنٽ اوسط.
ان جي ٿلهي تمام گھٽ آهي (~ 2.52 g/cm SIX), ان جي چوڌاري ٺاهڻ 30% ايلومينا کان وڌيڪ روشن ۽ لڳ ڀڳ 70% فولاد کان وڌيڪ هلڪو, وزن جي حساس ايپليڪيشنن ۾ هڪ اهم فائدو جهڙوڪ انفرادي شيلڊ ۽ ايرو اسپيس حصن.
بوران ڪاربائڊ شاندار ڪيميائي جُرمائي ڏيکاري ٿو, خلائي گرمي پد جي سطح تي تيزاب ۽ اينٽي سيڊس جي تمام گھڻي هڙتال کي برداشت ڪرڻ, جيتوڻيڪ اهو آڪسائيڊ ڪري سگهي ٿو 450 ° C هوا ۾, بورڪ آڪسائيڊ ٺاهڻ (B ₂ O SIX) ۽ co2, جيڪو شايد اعلي درجه حرارت آڪسائيڊيوٽ سيٽنگون ۾ ساختماني ايمانداري کي سمجھوتو ڪري سگھي ٿو.
اهو هڪ وسيع bandgap آهي (~ 2.1 eV), ان کي درجه بندي ڪرڻ هڪ سيمي ڪنڊڪٽر جي طور تي اعلي درجه حرارت جي اليڪٽرانڪس ۽ تابڪاري ڊيڪٽرن ۾ امڪاني ايپليڪيشنن سان.
ان کان سواء, ان جي اعلي Seebeck کوٽائي ۽ گھٽ حرارتي چالکائي ان کي thermoelectric توانائي جي تبديلي لاء اميدوار بڻائي ٿو, خاص طور تي سخت ماحول ۾ جتي روايتي مواد ناڪام ٿي.
(بورون ڪاربائيڊ سيرامڪ)
پراڊڪٽ اضافي طور تي غير معمولي نيوٽران جذب ڏيکاري ٿو ¹⁰ B آئسوٽوپ جي اعلي نيوٽران ڪيپچر ڪراس سيڪشن جي ڪري (بابت 3837 حرارتي neutrons لاء barns), ايٽمي ري ايڪٽر ڪنٽرول راڊز ۾ ان کي ضروري قرار ڏيڻ, حفاظت ڪرڻ, ۽ سيڙپڪاري گئس اسٽوريج اسپيس سسٽم.
2. سنٿاس, سنڀالڻ, ۽ کثافت ۾ رڪاوٽون
2.1 صنعتي پيداوار ۽ پائوڊر تعميراتي طريقا
بورون ڪاربائيڊ گهڻو ڪري بورڪ ايسڊ جي تيز گرمي ڪاربوٿرمل گھٽتائي سان پيدا ٿيو آهي (H ₃ BO ₃) يا بورون آڪسائيڊ (B ₂ O پنج) ڪاربن وسيلن سان گڏ جيئن ته پيٽروليم ڪوڪ يا چارڪوال برقي آرڪ هيٽرز تي هلندڙ 2000 ° سي.
جواب اڳتي وڌندو جيئن: 2بي ٻه او ٻه + 7سي → ب چار سي + 6CO, ٿلهو پيدا ڪرڻ, ڪنولر پائوڊر جيڪي سيرامڪ هينڊلنگ لاءِ مناسب سبمائڪرون فريگمينٽ سائيز کي پورو ڪرڻ لاءِ ڪافي ملنگ جي ضرورت آهي.
متبادل تجزيي جي رستن ۾ شامل آهن خود پروپيگنڊا اعلي-درجه حرارت جي جوڙجڪ (ايس ايڇ ايس), ليزر-حوصلہ افزائي ڪيميائي وانپ جمع (سي وي ڊي), ۽ پلازما جي مدد سان ٽيڪنالاجي, جيڪي اسٽوچيوميٽري ۽ فريگمينٽ مورفولوجي تي بھتر ڪنٽرول استعمال ڪن ٿا پر صنعتي استعمال لاءِ گھٽ اسپيبلبل آھن.
ان جي سخت استحڪام جي ڪري, بورون ڪاربائيڊ کي وڏي پائوڊر ۾ پيس ڪرڻ توانائي جي لحاظ کان وڌيڪ آهي ۽ گريٽنگ ميڊيا مان آلودگي جو خطرو آهي, پاڪائي برقرار رکڻ لاءِ بورون ڪاربائيڊ-لائنڊ ملز يا پوليمرڪ گرائنڊنگ ايڊز استعمال ڪرڻ جو مطالبو.
نتيجو ڪندڙ پائوڊر کي احتياط سان سڃاڻڻ گهرجي ۽ يونيفارم پيڪنگ ۽ قابل اعتماد sintering جي ضمانت ڏيڻ لاءِ ڊيگلومريڊ ڪيو وڃي..
2.2 Sintering حدون ۽ ترقي يافته ميلاپ جي طريقيڪار
بوران ڪاربائڊ سيرامڪ جي تعمير ۾ هڪ اهم مشڪل ان جي ڪوئلينٽ بانڊنگ فطرت ۽ گهٽ خود تفاوت جي کوٽائي آهي., جيڪو سختي سان معياري دٻاءُ واري sintering دوران کثافت کي محدود ڪري ٿو.
پڻ گرمي پد جي ويجهو 2200 ° سي, بغير دٻاء وارو sintering عام طور تي 80 سان پورسلن پيدا ڪري ٿو– 90% علمي ٿلهي جو, باقي بچيل پورسيٽي ڇڏڻ جيڪا ميڪيڪل اسٽامنا ۽ بيلسٽڪ ڪارڪردگي کي خراب ڪري ٿي.
هن کي فتح ڪرڻ لاء, ترقي يافته densification ٽيڪنڪ جهڙوڪ گرم ڌڪڻ (ايڇ پي) ۽ گرم isostatic زور (HIP) استعمال ڪيا ويندا آهن.
گرم زور لاڳو ٿئي ٿو uniaxial دٻاء (عام طور تي 30– 50 ايم پي اي) جي وچ ۾ گرمي پد تي 2100 ° C ۽ 2300 ° سي, ٽڪڙي جي ٻيهر ترتيب ۽ پلاسٽڪ جي خرابي کي فروغ ڏيڻ, ٿلهي کي وڌائڻ جي اجازت ڏئي ٿي 95%.
HIP اڃا به وڌيڪ بهتر ڪري ٿو densification isostatic گئس پريشر لاڳو ڪندي (100– 200 ايم پي اي) encapsulation کان پوء, بند ٿيل سوراخن کي ختم ڪرڻ ۽ بهتر شگاف سختي سان ويجھي مڪمل کثافت حاصل ڪرڻ.
additives جهڙوڪ ڪاربان, سلڪون, يا ڌاتو بورڊن کي ڦيرايو (مثال, ٽي بي TWO, CrB TWO) ڪڏهن ڪڏهن ٿورڙي مقدار ۾ متعارف ڪرايو ويندو آهي ته جيئن sinterability کي وڌائڻ ۽ اناج جي واڌ کي روڪيو وڃي, جيتوڻيڪ اهي ٿورڙي گھٽ ڪري سگهن ٿا استحڪام يا نيوٽران جذب جي ڪارڪردگي.
انهن ڪاميابين جي باوجود, اناج جي حدن جي ڪمزوري ۽ اندروني ڀڃ ڊاهه لاتعداد چيلنجز بڻيل آهن, خاص طور تي متحرڪ لوڊشيڊنگ جي حالتن هيٺ.
3. مشيني ڪارناما ۽ ڪارڪردگي انتهائي لوڊشيڊنگ جي حالتن هيٺ
3.1 بيلسٽڪ مزاحمت ۽ ناڪامي سسٽم
بورون ڪاربائڊ وڏي پيماني تي سڃاتل آهي هڪ پريميئر مواد لاءِ ٿلهي وزن واري بيلسٽڪ تحفظ لاءِ جسماني هٿيارن ۾, ڪار جي تختي, ۽ هوائي جهازن جي حفاظت.
ان جي اعلي مضبوطي ان کي مناسب طور تي خراب ڪرڻ جي قابل بنائي ٿي ۽ ايندڙ پروجيڪٽ جهڙوڪ هٿيارن جي سوراخ ڪرڻ واريون گوليون ۽ ٽڪرا., سسٽم ذريعي متحرڪ قوت کي ختم ڪرڻ، جنهن ۾ ڪڪڙ شامل آهن, microcracking, ۽ مقامي اسٽيج جي تبديلي.
تنهن هوندي به, بورون ڪاربائيڊ هڪ رجحان ڏيکاري ٿو جنهن کي سڏيو ويندو آهي “جھٽڪو هيٺ amorphization,” ڪٿي, تيز رفتار اثر هيٺ (عام طور تي > 1.8 ڪلوميٽر/سڪي), ڪرسٽل ڍانچي صحيح طور تي خراب ٿي وڃي ٿي, بيڪار مرحلو جنهن ۾ لوڊ کڻڻ جي گنجائش نه آهي, نتيجي ۾ افسوسناڪ ناڪامي.
هن دٻاء-حوصلا افزائي amorphization, in-situ X-ray diffraction ۽ TEM مطالعي ذريعي مشاهدو ڪيو ويو, icosahedral سسٽم ۽ C-B-C زنجيرن جي خراب ٿيڻ سان منسوب ڪيو ويو آهي انتهائي سخت دٻاء هيٺ.
ان کي گھٽائڻ جي ڪوشش اناج جي سڌاري تي مشتمل آھي, جامع انداز (مثال, بي چار سي-سي سي), ۽ مٿاڇري جو علائقو لچڪدار اسٽيل سان ڍڪيل آهي ته جيئن فرائيچر جي واڌ ويجهه ۾ دير ٿي وڃي ۽ ٽڪرا ٽڪرا ٿي وڃن.
3.2 لباس مزاحمت ۽ صنعتي ايپليڪيشنون
ماضي جو دفاع, بوران ڪاربائڊ جي گھمڻ واري مزاحمت ان کي تجارتي ايپليڪيشنن لاءِ مثالي بڻائي ٿي بشمول سخت لباس, جيئن sandblasting nozzles, واٽر جيٽ ڪٽڻ جا طريقا, ۽ پيس ميڊيا.
ان جي استحڪام ڪافي حد تائين ٽنگسٽن ڪاربائيڊ ۽ ايلومينا کان وڌي ٿي, وڏي پيماني تي پيداوار واري ماحول ۾ ڊگھي زندگي جي مدت ۽ گھٽ ۾ گھٽ سار سنڀال جي قيمتن جي ڪري.
بورون ڪاربائڊ مان ٺهيل عناصر تيز دٻاءُ جي ابتڙ وهڪري هيٺ ڪم ڪري سگهن ٿا بغير تباهي جي, جيتوڻيڪ پروسيس دوران حرارتي جھٽڪو ۽ تنن جي دٻاءُ کي روڪڻ لاءِ احتياط جي ضرورت پوندي.
ايٽمي سيٽنگن ۾ ان جو استعمال اضافي طور تي گيس هينڊلنگ سسٽم ۾ لباس مزاحمتي اجزاء تائين پهچي ٿو, جتي مشيني مضبوطي ۽ نيوٽران جذب ٻئي گهربل آهن.
4. نيوڪليئر ۾ اسٽريٽجڪ ايپليڪيشنون, فضائي, ۽ اڀرندڙ ٽيڪنالاجيون
4.1 نيوٽران جذب ۽ تابڪاري شيلڊنگ حل
بوران ڪاربائيڊ جي سڀ کان اهم غير فوجي ايپليڪيشنن مان هڪ آهي ايٽمي توانائي ۾ رهي ٿي, جتي اهو ڪنٽرول پولس ۾ نيوٽران جذب ڪندڙ پيداوار طور ڪم ڪري ٿو, بند پيل پيلٽس, ۽ تابڪاري بچاءُ واريون اڏاوتون.
¹⁰ B آئسوٽوپ جي اعلي دولت جي ڪري (عام طور تي ~ 20%, تنهن هوندي به بهتر ڪري سگهجي ٿو > 90%), بوران ڪاربائيڊ موثر طريقي سان حرارتي نيوٽران کي ¹⁰ B ذريعي پڪڙي ٿو(n, هڪ)ست لي جواب, الفا ٽڪرا ۽ ليتيم آئنز ٺاهڻ جيڪي آساني سان پيداوار ۾ شامل آهن.
هي رد عمل غير تابڪاري آهي ۽ تمام ٿورڙو ڊگھي زندگي جي پيداوار پيدا ڪري ٿو, بوران ڪاربائڊ کي وڌيڪ محفوظ ۽ تمام گهڻو مستحڪم بڻائڻ جهڙوڪ ڪيڊيميم يا هافنيم.
اهو استعمال ڪيو ويندو آهي دٻاء واري پاڻي جي چالون ۾ (PWRs), ٽھلندڙ پاڻي جا ري ايڪٽر (BWRs), ۽ تحقيقي عمل ڪندڙ, عام طور تي sintered pellets جي صورت ۾, لباس واري ٽيوب, يا جامع پينل.
نيوٽران شعاع جي تحت ان جي استحڪام ۽ فيشن پروڊڪٽس کي برقرار رکڻ جي صلاحيت ايڪٽيويٽ جي حفاظت ۽ سيڪيورٽي کي بهتر بڻائي ٿي ۽ آپريشنل ڊگھي زندگي.
4.2 فضائي, Thermoelectrics, ۽ مستقبل جو مواد فرنٽيئرز
خلا ۾, بورون ڪاربائيڊ دريافت ڪيو پيو وڃي هائپرسونڪ ڪار جي اڳوڻن طرفن ۾ استعمال لاءِ, جتي ان جو اعلي پگھلڻ وارو عنصر (~ 2450 ° سي), گھٽيل ٿولهه, ۽ حرارتي جھٽڪو مزاحمت ڌاتو مصر جي مٿان فائدا پيش ڪن ٿا.
Thermoelectric gadgets ۾ ان جي صلاحيت ان جي اعلي Seebeck coefficient ۽ گھٽ حرارتي چالکائي مان اچي ٿي, سخت ماحول ۾ فضول جي گرمي کي برقي توانائي ۾ سڌي طرح تبديل ڪرڻ جهڙوڪ ڊيپ اسپيس پروبس يا ايٽمي طاقت وارو نظام.
مطالعي پڻ جاري آهي بورون ڪاربائيڊ تي ٻڌل ڪمپوزائٽس ڪاربن نانوٽوبس يا گرافين سان قائم ڪرڻ لاءِ سختي ۽ برقي چالکائي کي وڌائڻ لاءِ ملٽي فنڪشنل آرڪيٽيڪچرل اليڪٽرانڪس لاءِ.
ان کان سواء, ان جي سيمي ڪنڊڪٽر عمارتن کي تابڪاري-سخت سينسنگ يونٽن ۽ ايريا ۽ ايٽمي ايپليڪيشنن لاءِ ڊيڪٽرز ۾ استعمال ڪيو پيو وڃي..
ريڪپ ۾, بورون ڪاربائڊ پورسلن انتهائي ميخانياتي ڪارڪردگي جي سنگم تي بنيادي مواد لاءِ بيٺا آهن, ايٽمي ڊيزائن, ۽ ترقي يافته پيداوار.
الٽرا هاءِ سولائيزيشن جو هڪ قسم جو ميلاپ, گھٽيل ٿولهه, ۽ نيوٽران جذب ڪرڻ جي صلاحيت ان کي دفاعي ۽ ايٽمي جديد ٽيڪنالاجيز ۾ ناقابل بدلائي ٿي., جڏهن ته مسلسل تحقيقي مطالعو باقي رهي ٿو ته ان جي توانائي کي ايرو اسپيس ۾ وسيع ڪري, توانائي جي تبديلي, ۽ ايندڙ نسل جا مرڪب.
جيئن ريفائننگ حڪمت عملين کي واڌارو ٿئي ٿو ۽ نئين جامع ڊيزائن اڀري ٿي, بوران ڪاربائڊ يقيني طور تي مواد جي جدت جي سڀ کان وڌيڪ گهربل ٽيڪنالاجي رڪاوٽن جي اڳواڻي ۾ رهندي.
5. تقسيم ڪندڙ
ترقي يافته سيرامڪس آڪٽوبر تي ٺهرايو ويو 17, 2012, تحقيق ۽ ترقي لاءِ پرعزم هڪ اعليٰ ٽيڪنالاجي ڪمپني آهي, پيداوار, پروسيسنگ, سيلز ۽ ٽيڪنيڪل خدمتون سيرامڪ لاڳاپيل مواد ۽ شين جي. اسان جي پروڊڪٽس ۾ بورون ڪاربائڊ سيرامڪ پروڊڪٽس شامل آهن پر ان تائين محدود ناهي, بورون نائٽرائڊ سيرامڪ پراڊڪٽس, Silicon Carbide Ceramic مصنوعات, Silicon Nitride Ceramic مصنوعات, Zirconium ڊاء آڪسائيڊ سيرامڪ مصنوعات, وغيره. جيڪڏھن توھان دلچسپي وٺندا آھيو, مهرباني ڪري اسان سان رابطو ڪرڻ لاء آزاد محسوس ڪريو.([email protected])
ٽيگ: بورون ڪاربائڊ, بورون سيرامڪ, بورون ڪاربائيڊ سيرامڪ
سڀئي مضمون ۽ تصويرون انٽرنيٽ تان ورتل آهن. جيڪڏهن ڪا ڪاپي رائيٽ جا مسئلا آهن, مھرباني ڪري اسان سان رابطو ڪريو وقت ۾ ختم ڪرڻ لاء.
اسان کان پڇا ڳاڇا