1. Химияи бунёдӣ ва тарҳрезии кристаллографии карбиди бор
1.1 Таркиби молекулавӣ ва мураккабии сохторӣ
(Керамики карбиди бор)
Карбиди бор (Б ЧОР С) бо сабаби омезиши беназири устувории сахт ҳамчун яке аз ҷолибтарин ва аз ҷиҳати технологӣ муҳимтарин маводи сафолӣ мебошад., ғафсӣ паст, ва қобилияти истисноии азхудкунии нейтронҳо.
Аз чихати химиявй, он як моддаи стехиометрӣ мебошад, ки асосан аз атомҳои бор ва карбон иборат аст, бо формулаи идеалии B ₄ C, гарчанде таркиби воқеии он метавонад аз B ₄ C то B ₁₀ фарқ кунад. ПАНЧ С, инъикоси як навъҳои бузурги якхела, ки аз ҷониби системаҳои алтернативӣ дар дохили торҳои мураккаби кристалии он идора карда мешаванд.
Чаҳорчӯбаи булӯрии карбиди бор аз системаи ромбоэдрӣ меояд (дастаи кайхонй R3̄m), тавассути шабакаи сеченакаи икосаэдраи 12 атом муайян карда шудааст– коллексияи атомҳои бор– бо занҷирҳои мустақими C-B-C ё C-C дар меҳвари тригоналӣ пайваст мешаванд.
Ин икосаэдрахо, ҳар як аз 11 атомхои бор ва 1 атоми карбон (Б ₁₁ В), бо В-и ба таври назаррас мустаҳкам пайванди ковалентӣ доранд– Б, Б– C, ва C– Вомбаргҳои C, ба қувваи таъсирбахши механикӣ ва амнияти гармии он мусоидат мекунад.
Намоиши ин воҳидҳои бисёрсоҳа ва занҷирҳои байнисоҳавӣ анизотропияи меъморӣ ва мушкилоти дохилиро муаррифӣ мекунад, ки ҳам ба одатҳои механикӣ ва ҳам ба хонаҳои рақамии маҳсулот таъсир мерасонанд.
Баръакси сафолҳои осонтар ба монанди гилхок ё карбиди кремний, меъмории атомии карбиди бор ба чандирии назарраси конфигуратсия имкон медиҳад, имкон медиҳад, ки камбудиҳо ва гардиши пардохт, ки ба иҷрои он дар зери стресс, изтироб ва шуоъ таъсир мерасонанд.
1.2 Ҷойҳои ҷисмонӣ ва электронӣ, ки аз пайванди атомӣ ба вуҷуд меоянд
Шабакаи пайвасти ковалентӣ дар карбиди бор ба яке аз баландтарин арзишҳои сахтии эътирофшуда дар байни маводи синтетикӣ оварда мерасонад.– баъд аз ёқут ва нитриди бор мукааб дуюм аст– одатан аз 30 ба 38 Миёнаи баҳо дар диапазони устувории Викерс.
Ғафсии он хеле кам шудааст (~ 2.52 г/см ШАШ), гирд овардан 30% нисбат ба гилхок сабуктар ва кариб 70% аз пулод сабуктар аст, бартарии муҳим дар барномаҳои ҳассос ба вазн ба монанди сипари инфиродӣ ва қисмҳои аэрокосмосӣ.
Карбиди бор бетаъсирии барҷастаи кимиёвиро нишон медиҳад, ба зарбаи зиёди кислотаҳо ва антацидҳо дар сатҳи ҳарорати фазо тобовар аст, гарчанде он метавонад оксид шавад 450 ° C дар ҳаво, эҷоди оксиди бор (Б ₂ О ШАШ) ва CO2, ки метавонад ростқавлии сохториро дар муҳити оксиди ҳарорати баланд халалдор кунад.
Он дорои фосилаи васеъ (~ 2.1 eV), тасниф кардани он ҳамчун нимноқил бо барномаҳои эҳтимолӣ дар электроникаи ҳарорати баланд ва детекторҳои радиатсионӣ.
Гайр аз ин, коэффисиенти баланди Зеебек ва кам гузаронандагии гармидиҳӣ онро барои табдили энергияи термоэлектрикӣ номзад мекунад., махсусан дар муҳитҳои вазнин, ки маводи анъанавӣ ноком мешаванд.
(Керамики карбиди бор)
Маҳсулот ба таври иловагӣ ҷабби нейтронҳои аҷибро аз ҳисоби буриши баланди забти нейтронҳои изотопи ¹⁰ B нишон медиҳад. (дар бораи 3837 анборхо барои нейтронхои гармй), ки онро дар чубхои идоракунии реактори ядрой зарур мегардонад, мухофизат кардан, ва системаҳои фазои нигоҳдории газ сармоягузорӣ кардаанд.
2. Синтез, Муносибат, ва Монеаҳо дар зичшавӣ
2.1 Усулхои истехсолоти саноатй ва конструк-цияи хока
Карбиди бор асосан бо пастшавии карботермикии кислотаи бор дар ҳарорати баланд ба вуҷуд меояд (H ₃ BO ₃) ё оксиди бор (Б ₂ О ПАНЧ) бо захираҳои карбон ба монанди кокси нафтӣ ё ангишт дар гармкунакҳои камони барқӣ аз болои кор мекунанд 2000 ° C.
Ҷавоб ҳамчунон идома меёбад: 2Б ДУ ДУ + 7C → B ЧОР С + 6CO, тавлиди дағал, хокаҳои кунҷӣ, ки барои ба даст овардани андозаи порчаҳои субмикронӣ, ки барои коркарди сафолӣ мувофиқанд, ба фрезери назаррас ниёз доранд.
Роҳҳои алтернативии синтез синтези худидоракунии ҳарорати баландро дар бар мегиранд (SHS), рехтани буғи химиявии лазерӣ (CVD), ва техникаи плазма, ки назорати беҳтари стехиометрия ва морфологияи фрагментҳоро истифода мебаранд, аммо барои истифодаи саноатӣ миқёси камтар доранд.
Аз сабаби устувории сахти он, суфта кардани карбиди бор ба хокаҳои бузург энергияталаб аст ва ба олудашавӣ аз васоити қубур осебпазир аст, барои нигоҳ доштани тозагӣ истифода бурдани осиёбҳои карбиди бор ё асбобҳои суфтакунандаи полимериро талаб мекунад.
Хокаҳои ҳосилшуда бояд бодиққат муайян карда шаванд ва деагломератсия карда шаванд, то бастабандии якхела ва синтеризатсияи боэътимод кафолат дода шаванд..
2.2 Маҳдудиятҳои синтеринг ва равишҳои пешрафтаи комбинатсияи
Мушкилоти назаррас дар сохтмони сафолии бор карбиди он табиати пайванди ковалентии он ва коэффисиенти пасти худдиффузия мебошад., ки зичшавиро хангоми агломерацияи стандартии бе фишор сахт махдуд мекунанд.
Инчунин дар ҳарорати наздик 2200 ° C, агломератсияи бидуни фишор одатан сафолҳои дорои 80 истеҳсол мекунанд– 90% ғафсии академӣ, порозияи боқимонда боқӣ мемонад, ки устувории механикӣ ва кори баллистикиро паст мекунад.
Барои галаба кардани ин, усулхои прогрессивии зич-дихй, монанди тела додани гарм (HP) ва тела додани изостатикии гарм (ҲИП) истифода мешаванд.
Фишори гарм фишори яксониро ба кор мебарад (маъмулан 30– 50 МПа) дар ҳарорати байни 2100 ° C ва 2300 ° C, мусоидат ба азнавсозии фрагментҳо ва деформатсияи пластикӣ, имкон медиҳад, ки ғафсӣ зиёд бошад 95%.
HIP бо истифода аз фишори изостатикии газ зичии бештарро беҳтар мекунад (100– 200 МПа) пас аз инкапсуляция, бартараф кардани сӯрохиҳои пӯшида ва ба даст овардани зичии қариб пурра бо мустаҳкамии тарқишҳо.
Иловаҳо ба монанди карбон, кремний, ё боридхои металлиро иваз мекунанд (масалан., TiB ДУ, CrB ДУ) баъзан барои баланд бардоштани синтератсия ва монеъ шудан ба афзоиши ғалла ба миқдори кам ворид карда мешаванд, гарчанде ки онҳо метавонанд устуворӣ ё самаранокии азхудкунии нейтронҳоро каме кам кунанд.
Бо вучуди ин пешравихо, заифии сарҳади ғалладона ва шикастани дохилии онҳо ҳамчунон мушкилоти беамон боқӣ мемонанд, махсусан дар шароити пурборкунии пурбор.
3. Амалҳои механикӣ ва иҷроиш дар шароити боркунии шадид
3.1 Системаҳои муқовимат ва шикасти баллистикӣ
Карбиди бор ба таври васеъ ҳамчун маводи аввалиндараҷа барои муҳофизати баллистикии сабук дар зиреҳи бадан эътироф шудааст., ранг кардани мошин, ва муҳофизати ҳавопаймо.
Мустаҳкамии баланди он ба он имкон медиҳад, ки снарядҳои воридшаванда, аз қабили тирҳо ва пораҳои зиреҳро сӯрох кунад, ба таври лозимӣ бадтар ва вайрон шавад., пароканда кардани қувваи кинетикӣ тавассути системаҳои иборат аз крек, микрокрекинг, ва тағирёбии марҳилаи маҳаллӣ.
Бо вучуди ин, карбиди бор падидаеро нишон медихад, ки ном дорад “аморфизатсия дар зери зарба,” дар куҷо, дар зери таъсири суръати баланд (одатан > 1.8 км/с), сохтори кристаллӣ рост ба бетартибӣ вайрон мешавад, фазаи аморфй, ки кобилияти борбардорй надорад, ки боиси нокомии фочиавй мегардад.
Ин аморфизатсия аз фишор ба вуҷуд омадааст, тавассути дифраксияи рентгенӣ ва таҳқиқоти TEM дар ин ҷо мушоҳида мешавад, ба шикастани системаҳои икосаэдралӣ ва занҷирҳои C-B-C дар зери фишори шадиди кӯч алоқаманд аст.
Кӯшишҳо барои коҳиш додани ин аз такмил додани ғалла иборатанд, услуби композитсия (масалан., Б ЧОР C-SiC), ва майдони рӯизаминӣ бо пӯлодҳои чандир пӯшонидашуда барои таъхир кардани паҳншавии шикаста ва порашавӣ.
3.2 Муқовимат ба фарсудашавӣ ва барномаҳои саноатӣ
Муҳофизати гузашта, муқовимати абрешими карбиди бор онро барои барномаҳои тиҷоратӣ, аз ҷумла фарсудашавии шадид беҳтарин месозад, монанди соплохои регпартой, маслиҳатҳои буридани реактивии об, ва воситахои суфтакунй.
Мустахкамии он аз карбиди вольфрам ва гилхок хеле зиёд аст, ки боиси дароз шудани умр ва кам кардани хароҷоти нигоҳдорӣ дар атмосфераи истеҳсолии сермахсул мегардад.
Унсурҳое, ки аз карбиди бор сохта шудаанд, метавонанд дар зери ҷараёнҳои абразивии фишори баланд бидуни нобудшавии зуд кор кунанд, гарчанде ки барои пешгирии зарбаи гармидиҳӣ ва фишорҳои кашиш ҳангоми раванд эҳтиёткор будан лозим аст.
Истифодаи он дар танзимоти ҳастаӣ ба ҷузъҳои ба фарсуда тобовар дар системаҳои коркарди газ мерасад, ки дар он чо хам устувории механикй ва хам азхудкунии нейтронхо талаб карда мешавад.
4. Барномаҳои стратегӣ дар ядроӣ, Аэрокоинот, ва Технологияҳои рушдёбанда
4.1 Маҳсулоти азхудкунии нейтронӣ ва муҳофизаткунандаи радиатсионӣ
Дар байни яке аз муҳимтарин барномаҳои ғайриҳарбии карбиди бор дар энергияи атомӣ боқӣ мемонад, ки дар он чо дар кутбхои идоракунй хамчун махсулоти нейтрон-гиранда хизмат мекунад, донаҳои пӯшида, ва иншооти муҳофизаткунандаи радиатсионӣ.
Аз сабаби сарвати баланди изотопи ¹⁰ B (одатан ~ 20%, вале ба > бой шудан мумкин аст 90%), карбиди бор нейтронҳои гармиро тавассути ¹⁰ В ба таври самаранок дастгир мекунад(н, а)Ҷавоби ҳафт Ли, эҷоди порчаҳои алфа ва ионҳои литий, ки ба осонӣ дар дохили маҳсулот ҷойгиранд.
Ин реаксия радиоактивӣ нест ва маҳсулоти иловагии дарозмуддатро хеле кам ба вуҷуд меорад, карбиди борро нисбат ба алтернативаҳо ба монанди кадмий ё гафний хеле бехатар ва устувортар мекунад.
Он дар фаъолкунандаҳои оби фишордор истифода мешавад (PWRs), реакторхои оби ҷӯшон (BWRs), ва фаъолони тадқиқот, маъмулан дар шакли pellets sintered, қубурҳои пӯшида, ё панелҳои композитӣ.
Устувории он дар зери нурҳои нейтронӣ ва қобилияти нигоҳ доштани маҳсулоти тақсимшавӣ бехатарӣ ва бехатарии фаъолкуниро беҳтар мекунад ва умри дарози амалиётиро беҳтар мекунад..
4.2 Аэрокоинот, Термоэлектрикхо, ва Сарҳадҳои ояндаи моддӣ
Дар аэрокосмос, карбиди бор барои истифода дар паҳлӯҳои пешбари мошинҳои гиперсонӣ кашф карда мешавад, ки дар он омили баланди обшавии он (~ 2450 ° C), ғафсӣ кам, ва муқовимати зарбаи гармӣ нисбат ба хӯлаҳои металлӣ афзалиятҳо пешниҳод мекунанд.
Потенсиали он дар гаҷетҳои термоэлектрикӣ аз коэффисиенти баланди Seebeck ва гузариши гармии пасти он бармеояд., имкон медиҳад, ки гармии партовҳо ба энергияи барқ дар атмосфераи вазнин ба монанди зондҳои кайҳонӣ ё системаҳои атомӣ табдил дода шаванд.
Таҳқиқот инчунин барои таъсиси композитҳои карбиди бор бо нанотубаҳои карбон ё графен барои баланд бардоштани устуворӣ ва гузаронандагии барқ барои электроникаи бисёрфунксионалии меъморӣ идома дорад..
Гайр аз ин, биноҳои нимноқилҳои он дар дастгоҳҳои ҳассосии радиатсионӣ ва детекторҳо барои барномаҳои минтақавӣ ва ҳастаӣ истифода мешаванд.
Дар хулоса, сафолҳои карбиди бор барои як маводи таҳкурсӣ дар пайванди самаранокии шадиди механикӣ мебошанд, тарҳрезии ҳастаӣ, ва истехсолоти пешкадам.
Омехтаи ягонаи он аз устувории ултра-баланд, ғафсӣ кам, ва қобилияти азхудкунии нейтронҳо онро дар технологияҳои муосири мудофиа ва ҳастаӣ ивазнашаванда мегардонад, дар ҳоле ки омӯзиши пайваста барои васеъ кардани энергияи он ба аэрокосмос идома дорад, табдили энергия, ва пайвастагиҳои насли оянда.
Вақте ки стратегияҳои такмилдиҳӣ афзоиш меёбанд ва тарҳҳои нави таркибӣ пайдо мешаванд, карбиди бор бешубҳа дар канори пешбари инноватсионии маводҳо барои монеаҳои технологӣ бештар талабкунанда боқӣ мемонад.
5. Дистрибютор
Advanced Ceramics моҳи октябр таъсис ёфтааст 17, 2012, як корхонаи баландтехнологӣ мебошад, ки ба тадқиқот ва рушд нигаронида шудааст, истехсолот, коркард, фуруш ва хизматрасонии техникии масолех ва маснуоти нисбии сафолй. Маҳсулоти мо Маҳсулоти керамикии бор карбидро дар бар мегирад, аммо бо ин маҳдуд намешавад, Маҳсулоти керамикии бор нитриди, Маҳсулоти сафолӣ кремний карбиди, Маҳсулоти сафолӣ кремний нитриди, Маҳсулоти сафолии диоксиди цирконий, ва гайра. Агар шумо таваҷҷӯҳ дошта бошед, лутфан бо мо дар тамос шавед.([email protected])
Тегҳо: Карбиди бор, Керамики бор, Керамики карбиди бор
Ҳама мақолаҳо ва тасвирҳо аз Интернет мебошанд. Агар ягон масъалаи ҳуқуқи муаллиф вуҷуд дошта бошад, лутфан бо мо дар вақти барои нест кардани.
Моро пурсед