1. බෝරෝන් කාබයිඩ් හි මූලික රසායන විද්යාව සහ ස්ඵටික නිර්මාණය
1.1 අණුක සංයුතිය සහ ව්යුහාත්මක සංකීර්ණත්වය
(බෝරෝන් කාබයිඩ් සෙරමික්)
බෝරෝන් කාබයිඩ් (බී හතර සී) දැඩි ස්ථීරතාවයේ අද්විතීය සංයෝජනය හේතුවෙන් වඩාත් කුතුහලය දනවන සහ තාක්ෂණිකව තීරණාත්මක සෙරමික් ද්රව්යයක් ලෙස පවතී, අඩු ඝනකම, සහ සුවිශේෂී නියුට්රෝන අවශෝෂණ හැකියාව.
රසායනිකව, එය මූලික වශයෙන් බෝරෝන් සහ කාබන් පරමාණු වලින් සෑදුණු ස්ටොයිකියෝමිතික නොවන ද්රව්යයකි, B ₄ C හි පරමාදර්ශී සූත්රයක් සමඟ, නමුත් එහි සැබෑ සංයුතිය B ₄ C සිට B ₁₀ දක්වා වෙනස් විය හැක. පහ සී, එහි සංකීර්ණ ස්ඵටික දැලිස් තුළ විකල්ප පද්ධති මගින් පාලනය වන විශාල සමජාතීය ප්රභේදයක් පිළිබිඹු කරයි.
බෝරෝන් කාබයිඩ්වල ස්ඵටික රාමුව රොම්බෝහෙඩ්රල් පද්ධතියෙන් පැමිණේ (අභ්යවකාශ කණ්ඩායම R3̄m), 12-පරමාණු icosahedra හි ත්රිමාන ජාලයක් මගින් හඳුනාගෙන ඇත– බෝරෝන් පරමාණු එකතුව– ත්රිකෝණාකාර අක්ෂය ඔස්සේ සෘජු C-B-C හෝ C-C දාම මගින් සම්බන්ධ කර ඇත.
මෙම icosahedra, එක් එක් සමන්විත වේ 11 බෝරෝන් පරමාණු සහ 1 කාබන් පරමාණුව (බී₁₁ සී), කැපී පෙනෙන ලෙස ශක්තිමත් B සමඟ සහසංයුජව බැඳී ඇත– බී, බී– සී, සහ සී– C බැඳුම්කර, එහි ආකර්ෂණීය යාන්ත්රික ශක්තිය සහ තාප ආරක්ෂාව සඳහා දායක වීම.
මෙම බහු අවයවික ඒකක සහ අන්තරාල දාමවල දෘශ්යතාව වාස්තු විද්යාත්මක ඇනිසොට්රොපි සහ අභ්යන්තර ගැටලු හඳුන්වා දෙයි., නිෂ්පාදනයේ යාන්ත්රික පුරුදු සහ ඩිජිටල් නිවාස යන දෙකටම බලපාන.
ඇලුමිනා හෝ සිලිකන් කාබයිඩ් වැනි පහසු පෝසිලේන් මෙන් නොව, බෝරෝන් කාබයිඩ් පරමාණුක ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය සැලකිය යුතු වින්යාසාත්මක නම්යශීලීභාවයක් සඳහා ඉඩ සලසයි, ආතතිය සහ කාංසාව සහ ප්රකිරණය යටතේ එහි ක්රියාකාරීත්වයට බලපාන දෝෂ සෑදීමට සහ ගාස්තු සංසරණයට ඉඩ සැලසීම.
1.2 පරමාණුක බන්ධනයෙන් සිදුවන භෞතික හා ඉලෙක්ට්රොනික වාසස්ථාන
බෝරෝන් කාබයිඩ් වල සහසංයුජ බන්ධන ජාලය කෘත්රිම ද්රව්ය අතර හඳුනාගත හැකි ඉහළම දෘඪතාව අගයකට මඟ පාදයි.– රූබි සහ ඝන බෝරෝන් නයිට්රයිඩ් වලට පමණක් දෙවැනි වේ– සාමාන්යයෙන් සිට 30 දක්වා 38 Vickers ස්ථීර පරාසයේ ශ්රේණියේ ලකුණු සාමාන්යය.
එහි ඝනකම අතිශයින් අඩු වේ (~ 2.52 g/cm SIX), එය වටා සෑදීම 30% ඇලුමිනා වලට වඩා සැහැල්ලු සහ ආසන්න වශයෙන් 70% වානේ වලට වඩා සැහැල්ලුයි, තනි පලිහ සහ අභ්යවකාශ කොටස් වැනි බර-සංවේදී යෙදුම්වල තීරණාත්මක වාසියක්.
බෝරෝන් කාබයිඩ් කැපී පෙනෙන රසායනික නිෂ්ක්රීය බවක් පෙන්නුම් කරයි, අභ්යවකාශ උෂ්ණත්ව මට්ටමේ දී ඇසිඩ් සහ ඇන්ටාසිඩ් විශාල ප්රමාණයක් පහරට ඔරොත්තු දීම, එය ඔක්සිකරණය කළ හැකි වුවද 450 වාතයේ ° C, බෝරික් ඔක්සයිඩ් නිර්මාණය කිරීම (B ₂ O හය) සහ co2, ඉහළ-උෂ්ණත්ව ඔක්සිකාරක සැකසුම් තුළ ව්යුහාත්මක අවංකභාවය සම්මුතියකට ලක් විය හැක.
එය පුළුල් කලාප පරතරයක් ඇත (~ 2.1 eV), අධි-උෂ්ණත්ව ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණ සහ විකිරණ අනාවරකවල විභව යෙදුම් සහිත අර්ධ සන්නායකයක් ලෙස එය වර්ග කිරීම.
තව ද, එහි ඉහළ සීබෙක් සංගුණකය සහ අඩු තාප සන්නායකතාවය එය තාප විදුලි බලශක්ති පරිවර්තනය සඳහා අපේක්ෂකයෙකු බවට පත් කරයි, විශේෂයෙන්ම සාම්ප්රදායික ද්රව්ය අසමත් වන දැඩි පරිසරයක.
(බෝරෝන් කාබයිඩ් සෙරමික්)
නිෂ්පාදනය අතිරේකව ¹⁰ B සමස්ථානිකයේ ඉහළ නියුට්රෝන ග්රහණ හරස්කඩ හේතුවෙන් අතිවිශිෂ්ට නියුට්රෝන අවශෝෂණය පෙන්වයි. (ගැන 3837 තාප නියුට්රෝන සඳහා ආර් ඒන්), න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරක පාලන දඬු වල එය අත්යවශ්ය වේ, ආරක්ෂා කරනවා, සහ ආයෝජනය කරන ලද ගෑස් ගබඩා අවකාශය පද්ධති.
2. සංශ්ලේෂණය, හැසිරවීම, සහ ඝනත්වයේ බාධා
2.1 කාර්මික නිෂ්පාදන සහ කුඩු ඉදිකිරීම් ක්රම
බෝරෝන් කාබයිඩ් බොහෝ දුරට නිර්මාණය වී ඇත්තේ බෝරික් අම්ලයේ අධික උෂ්ණත්ව කාබෝතර්මාල් අඩුවීමෙනි (H ₃ BO ₃) හෝ බෝරෝන් ඔක්සයිඩ් (B ₂ O පහ) පෙට්රෝලියම් කෝක් හෝ විදුලි චාප හීටරවල අඟුරු වැනි කාබන් සම්පත් සමඟ 2000 ° සී.
ප්රතිචාරය මෙසේ ඉදිරියට යයි: 2B TWO O TWO + 7C → B FOUR C + 6CO, ගොරෝසු ජනනය, සෙරමික් හැසිරවීම සඳහා සුදුසු සබ්මික්රෝන කොටස් ප්රමාණයන් ඉටු කිරීම සඳහා සැලකිය යුතු ඇඹරීමක් අවශ්ය කෝණික කුඩු.
විකල්ප සංස්ලේෂණ මාර්ගවලට ස්වයං-ප්රචාරක අධි-උෂ්ණත්ව සංස්ලේෂණය ඇතුළත් වේ (SHS), ලේසර් මගින් ඇතිවන රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් වීම (CVD), සහ ප්ලාස්මා ආධාරක තාක්ෂණික ක්රම, ස්ටෝයිකියෝමිතිය සහ ඛණ්ඩ රූප විද්යාව කෙරෙහි වඩා හොඳ පාලනයක් භාවිතා කරන නමුත් කාර්මික භාවිතය සඳහා අඩු පරිමාණයක් ඇත.
එහි දැඩි ඝනත්වය නිසා, බෝරෝන් කාබයිඩ් නිවැරදිව විශාල කුඩු බවට ඇඹරීම බලශක්තිය අධික වන අතර දැලක මාධ්ය වලින් දූෂණයට ගොදුරු වේ, සංශුද්ධතාවය පවත්වා ගැනීම සඳහා බෝරෝන් කාබයිඩ් අතුරන ලද මෝල් හෝ බහු අවයවීය ඇඹරුම් ආධාරක භාවිතා කිරීම ඉල්ලා සිටීම.
ඒකාකාර ඇසුරුම් සහ විශ්වාසදායක සින්ටර් කිරීම සහතික කිරීම සඳහා ප්රති ing ලයක් ලෙස ලැබෙන කුඩු ප්රවේශමෙන් හඳුනාගෙන ඉවත් කළ යුතුය.
2.2 සින්ටර් කිරීමේ සීමාවන් සහ උසස් සංයෝජන ප්රවේශයන්
බෝරෝන් කාබයිඩ් සෙරමික් ඉදිකිරීමේ සැලකිය යුතු දුෂ්කරතාවයක් වන්නේ එහි සහසංයුජ බන්ධන ස්වභාවය සහ අඩු ස්වයං-විසරණ සංගුණකයයි., සම්මත පීඩන රහිත සින්ටර් කිරීමේදී ඝනත්වය දැඩි ලෙස සීමා කරයි.
එසේම ළඟා වන උෂ්ණත්වවලදී 2200 ° සී, පීඩන රහිත සින්ටර් කිරීම සාමාන්යයෙන් 80 සහිත පෝසිලේන් නිෂ්පාදනය කරයි– 90% ශාස්ත්රීය ඝනකම, යාන්ත්රික ශක්තිය සහ බැලස්ටික් ක්රියාකාරිත්වය පිරිහෙන අවශේෂ සිදුරු ඉතිරි කරයි.
මෙය ජය ගැනීමට, උණුසුම් තෙරපුම වැනි ඝණීකරණ ශිල්පීය ක්රම දියුණු විය (එච්.පී) සහ උණුසුම් සමස්ථානික තල්ලු කිරීම (HIP) භාවිතා කරනු ලැබේ.
උණුසුම් තෙරපුම ඒක අක්ෂීය ආතතිය යෙදේ (සාමාන්යයෙන් 30– 50 MPa) අතර උෂ්ණත්වවලදී 2100 ° C සහ 2300 ° සී, කොටස් නැවත සකස් කිරීම සහ ප්ලාස්ටික් විරූපණය ප්රවර්ධනය කිරීම, ඝණකම ඉක්මවා යාමට ඉඩ සලසයි 95%.
HIP සමස්ථානික වායු පීඩනය යෙදීමෙන් ඝනත්වය තවත් වැඩි දියුණු කරයි (100– 200 MPa) ආවරණය කිරීමෙන් පසු, සංවෘත සිදුරු ඉවත් කිරීම සහ වැඩි දියුණු කළ ඉරිතැලීම් දෘඪතාව සමඟ ආසන්න සම්පූර්ණ ඝනත්වය ලබා ගැනීම.
කාබන් වැනි අතිෙර්ක, සිලිකන්, හෝ ලෝහ බෝරයිඩ් මාරු කරන්න (උදා., TiB TWO, CrB TWO) සින්ටර්බව වැඩි කිරීමට සහ ධාන්ය වර්ධනයට බාධා කිරීමට සමහර විට කුඩා ප්රමාණවලින් හඳුන්වා දෙනු ලැබේ, ඒවා ඝනත්වය හෝ නියුට්රෝන අවශෝෂණ කාර්යක්ෂමතාව මඳක් අවම කළ හැකි වුවද.
මෙම ජයග්රහණ තිබියදීත්, ධාන්ය මායිම් දුර්වලතාවය සහ අභ්යන්තර අස්ථාවරත්වය නිර්දය අභියෝග ලෙස දිගටම පවතී, විශේෂයෙන් විචිත්රවත් පැටවීමේ කොන්දේසි යටතේ.
3. ආන්තික පැටවීමේ කොන්දේසි යටතේ යාන්ත්රික ක්රියා සහ කාර්ය සාධනය
3.1 බැලිස්ටික් ප්රතිරෝධය සහ අසාර්ථක පද්ධති
බෝරෝන් කාබයිඩ් ශරීර සන්නාහයේ සැහැල්ලු බැලිස්ටික් ආරක්ෂාව සඳහා ප්රමුඛ ද්රව්යයක් ලෙස පුළුල් ලෙස පිළිගැනේ., කාර් ආලේපනය, සහ ගුවන් යානා ආවරණ.
එහි ඉහළ දෘඪතාව සන්නාහ විදින උණ්ඩ සහ කැබලි වැනි එන ප්රක්ෂේපණ නිසි ලෙස පිරිහීමට සහ විකෘති කිරීමට එයට හැකියාව ලබා දෙයි., ඉරිතැලීම් වලින් සමන්විත පද්ධති හරහා චාලක බලය විසුරුවා හැරීම, microcracking, සහ දේශීය වේදිකාව වෙනස් කිරීම.
කෙසේ වෙතත්, බෝරෝන් කාබයිඩ් නම් සංසිද්ධියක් පෙන්වයි “කම්පනය යටතේ අශෝභනය,” කොහෙද, අධි වේග බලපෑම යටතේ (සාමාන්යයෙන් > 1.8 km/s), ස්ඵටික ව්යුහය අක්රමවත් ලෙස බිඳ වැටේ, බර උසුලන ධාරිතාවක් නොමැති අස්ඵටික අවධිය, ඛේදජනක අසාර්ථකත්වයට හේතු වේ.
මෙම පීඩනය-ප්රේරිත අශෝභනකරණය, ස්ථානීය X-කිරණ විවර්තනය සහ TEM අධ්යයනය හරහා නිරීක්ෂණය කරන ලදී, දැඩි කැපුම් ආතතිය යටතේ icosahedral පද්ධති සහ C-B-C දාම බිඳවැටීම ආරෝපණය වේ.
මෙය අවම කිරීමේ උත්සාහයන් ධාන්ය වැඩිදියුණු කිරීමකින් සමන්විත වේ, සංයුක්ත ශෛලිය (උදා., B හතර C-SiC), සහ අස්ථි බිඳීම් ප්රගුණනය ප්රමාද කිරීමට සහ ඛණ්ඩනය වීමට නම්යශීලී වානේ වලින් ආවරණය වන මතුපිට ප්රදේශය.
3.2 Wear Resistance සහ Industrial Applications
අතීත ආරක්ෂාව, බෝරෝන් කාබයිඩ් හි උල්ෙල්ඛ ප්රතිරෝධය දැඩි ඇඳුම් ඇතුළු වාණිජ යෙදුම් සඳහා එය වඩාත් සුදුසු වේ, වැලි පිපිරුම් තුණ්ඩ වැනි, ජල ජෙට් කැපුම් ඉඟි, සහ ඇඹරුම් මාධ්ය.
එහි ඝනත්වය සැලකිය යුතු ලෙස ටංස්ටන් කාබයිඩ් සහ ඇලුමිනා ඉක්මවා යයි, දිගු ආයු කාලයකට මඟ පාදමින් ඉහළ ඵලදායි නිෂ්පාදන වායුගෝලයේ නඩත්තු වියදම් අවම කරයි.
බෝරෝන් කාබයිඩ් වලින් සාදන ලද මූලද්රව්ය ඉක්මන් විනාශයකින් තොරව අධි පීඩන උල්ෙල්ඛ ප්රවාහයන් යටතේ ක්රියා කළ හැකිය, ක්රියා පටිපාටිය අතරතුර තාප කම්පනය සහ ආතන්ය ආතතීන් වැළැක්වීම සඳහා සැලකිලිමත් විය යුතු වුවද.
න්යෂ්ටික සැකසුම් තුළ එහි භාවිතය අතිරේකව ගෑස් හැසිරවීමේ පද්ධතිවල ඇඳුම්-ප්රතිරෝධී සංරචක කරා ළඟා වේ, යාන්ත්රික දෘඪතාව සහ නියුට්රෝන අවශෝෂණය යන දෙකම අවශ්ය වේ.
4. න්යෂ්ටික උපාය මාර්ගික යෙදුම්, අභ්යවකාශය, සහ නැගී එන තාක්ෂණයන්
4.1 නියුට්රෝන අවශෝෂණ සහ විකිරණ ආවරණ විසඳුම්
බෝරෝන් කාබයිඩ් වල මිලිටරි නොවන වැදගත්ම යෙදුම් අතර පරමාණුක ශක්තියේ පවතී, එහිදී එය පාලන ධ්රැවවල නියුට්රෝන අවශෝෂණ නිෂ්පාදනයක් ලෙස ක්රියා කරයි, වසා දැමීමේ පෙති, සහ විකිරණ ආවරණ ව්යුහයන්.
¹⁰ B සමස්ථානිකයේ ඉහළ ධනය හේතුවෙන් (සාමාන්යයෙන් ~ 20%, කෙසේ වෙතත් > දක්වා පොහොසත් කළ හැක 90%), බෝරෝන් කාබයිඩ් ¹⁰ B හරහා තාප නියුට්රෝන කාර්යක්ෂමව අල්ලා ගනී(n, a)හත Li ප්රතිචාරය, නිෂ්පාදනයේ පහසුවෙන් අඩංගු වන ඇල්ෆා කොටස් සහ ලිතියම් අයන නිර්මාණය කිරීම.
මෙම ප්රතික්රියාව විකිරණශීලී නොවන අතර දිගුකාලීන අතුරු නිෂ්පාදන ඉතා සුළු වශයෙන් ජනනය කරයි, කැඩ්මියම් හෝ හැෆ්නියම් වැනි විකල්පවලට වඩා බෝරෝන් කාබයිඩ් වඩා ආරක්ෂිත සහ ස්ථායී කිරීම.
එය පීඩන ජල සක්රියකාරකවල භාවිතා වේ (PWRs), තාපාංක ජල ප්රතික්රියාකාරක (BWRs), සහ පර්යේෂණ සක්රිය කරන්නන්, සාමාන්යයෙන් සින්ටර්ඩ් පෙති ආකාරයෙන්, ඇඳුම් සහිත නල, හෝ සංයුක්ත පුවරු.
නියුට්රෝන ප්රකිරණය යටතේ එහි ස්ථායීතාවය සහ විඛණ්ඩන නිෂ්පාදන නඩත්තු කිරීමේ හැකියාව සක්රියකාරක ආරක්ෂාව සහ ආරක්ෂාව සහ මෙහෙයුම් දිගු ආයු කාලය වැඩි දියුණු කරයි..
4.2 අභ්යවකාශය, තාප විදුලිය, සහ අනාගත ද්රව්ය මායිම්
අභ්යවකාශයේදී, බෝරෝන් කාබයිඩ් හයිපර්සොනික් කාර් ප්රමුඛ පැතිවල භාවිතය සඳහා සොයා ගැනේ, එහි ඉහළ ද්රවාංකය කොහෙද (~ 2450 ° සී), අඩු ඝණකම, සහ තාප කම්පන ප්රතිරෝධය ලෝහ මිශ්ර ලෝහවලට වඩා වාසි ලබා දෙයි.
තාප විදුලි උපකරණවල එහි විභවය පැමිණෙන්නේ එහි ඉහළ සීබෙක් සංගුණකය සහ තාප සන්නායකතාවය අඩු වීමෙනි., ගැඹුරු අභ්යවකාශ ගවේෂණ හෝ න්යෂ්ටික බලයෙන් ක්රියාත්මක වන පද්ධති වැනි දැඩි වායුගෝලය තුළ අපද්රව්ය උණුසුම සෘජුවම විද්යුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කිරීමේ හැකියාව.
බහුකාර්ය වාස්තු විද්යාත්මක ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණ සඳහා දෘඪතාව සහ විද්යුත් සන්නායකතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා කාබන් නැනෝ ටියුබ් හෝ ග්රැෆීන් සමඟ බෝරෝන් කාබයිඩ් මත පදනම් වූ සංයෝග පිහිටුවීමට ද අධ්යයනය සිදු වෙමින් පවතී..
තව ද, එහි අර්ධ සන්නායක ගොඩනැගිලි ප්රදේශය සහ න්යෂ්ටික යෙදුම් සඳහා විකිරණ-දැඩි කළ සංවේද ඒකක සහ අනාවරක මගින් උත්තෝලනය කරනු ලැබේ.
නැවත සලකා බැලීමේදී, බෝරෝන් කාබයිඩ් පෝසිලේන් යනු අතිශය යාන්ත්රික කාර්යක්ෂමතාවයේ සන්ධිස්ථානයක ඇති අත්තිවාරම් ද්රව්යයකි, න්යෂ්ටික නිර්මාණය, සහ නිෂ්පාදනය ප්රගතිය.
එහි අති-ඉහළ ඝනත්වයේ එක්-ආකාර මිශ්රණයකි, අඩු ඝණකම, සහ නියුට්රෝන අවශෝෂණ හැකියාව ආරක්ෂක සහ න්යෂ්ටික නවීන තාක්ෂණයන්හි එය ප්රතිස්ථාපනය කළ නොහැකි කරයි, එහි ශක්තිය අභ්යවකාශයට පුළුල් කිරීමට අඛණ්ඩ පර්යේෂණ අධ්යයනයක් ඉතිරිව තිබියදී, බලශක්ති පරිවර්තනය, සහ ඊළඟ පරම්පරාවේ සංයෝග.
පිරිපහදු කිරීමේ උපාය මාර්ග ඉහළ නංවන අතර නව සංයුක්ත මෝස්තර මතු වේ, බෝරෝන් කාබයිඩ් නිසැකව ම වඩාත්ම අවශ්ය තාක්ෂණික බාධක සඳහා ද්රව්ය නවෝත්පාදනයේ ප්රමුඛ කෙළවරේ පවතිනු ඇත.
5. බෙදාහරින්නා
උසස් සෙරමික් ඔක්තෝබර් ආරම්භ කරන ලදී 17, 2012, යනු පර්යේෂණ සහ සංවර්ධනය සඳහා කැපවී සිටින අධි තාක්ෂණික ව්යවසායයකි, නිෂ්පාදනය, සැකසීම, සෙරමික් සාපේක්ෂ ද්රව්ය සහ නිෂ්පාදනවල විකුණුම් සහ තාක්ෂණික සේවා. අපගේ නිෂ්පාදනවලට Boron Carbide සෙරමික් නිෂ්පාදන ඇතුළත් නමුත් ඒවාට සීමා නොවේ, බෝරෝන් නයිට්රයිඩ් සෙරමික් නිෂ්පාදන, සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික් නිෂ්පාදන, සිලිකන් නයිට්රයිඩ් සෙරමික් නිෂ්පාදන, සර්කෝනියම් ඩයොක්සයිඩ් සෙරමික් නිෂ්පාදන, ආදිය. ඔබ උනන්දු නම්, කරුණාකර අප හා සම්බන්ධ වීමට නිදහස් වන්න.([email protected])
ටැග්: බෝරෝන් කාබයිඩ්, බෝරෝන් සෙරමික්, බෝරෝන් කාබයිඩ් සෙරමික්
සියලුම ලිපි සහ පින්තූර අන්තර්ජාලයෙනි. ප්රකාශන හිමිකම් ගැටළු තිබේ නම්, කරුණාකර මකා දැමීමට නියමිත වේලාවට අප හා සම්බන්ධ වන්න.
අපෙන් විමසන්න