1. Kemikale Fakava'e mo e tisaini 'o e sio'ata 'o e Boron Carbide .
1.1 Ko e fa'unga 'o e molekula mo e faingata'a 'o e fokotu'utu'u
(Poloni Kapaiti Selami)
Poloni kāpaiti (B FĀ C .) 'oku tu'u ko e taha 'o e ngaahi naunau 'o e selami 'oku fakatupu tokanga mo mahu'inga fakatekinolosia koe'uhi ko 'ene fakataha'i makehe 'o e fefeka lahi ., matolu ma'ulalo, mo e malava makehe 'o e absorption 'o e neutron ..
Fakakemikale, ko ha me'a 'oku 'ikai stoichiometric 'oku tefito 'i he boron mo e ngaahi 'atomi kaponi ., mo ha fomula fakakaukau'i 'o e B 4 C ., neongo ko hono fa‘unga mo‘oní ‘e lava ke kehekehe ia mei he B 4 C ki he B 10 .. NIMA C ., 'oku ne fakahaa'i ha homogeneity lahi kehekehe 'oku pule'i 'e he ngaahi sisitemi kehe 'i loto 'i hono lattice sio'ata faingata'a ..
'Oku ha'u 'a e fa'unga sio'ata 'o e boron carbide mei he founga rhombohedral . (timi 'o e 'atakai R3̄m), 'oku faka'ilonga'i 'e ha netiueka 'o e tafa'aki 'e tolu 'o e icosahedra 'atomi 'e 12 .– ngaahi tanaki'anga 'o e ngaahi 'atomi 'o e boron– fehokotaki 'e he ngaahi seini fakahangatonu C-B-C pe C-C 'i he tafa'aki 'o e axis trigonal ..
Ko e ngaahi ʻikosaheta ko ʻení ., takitaha ʻoku kau ai ʻa e . 11 ‘atomi ‘o e boron mo e . 1 'atomi kaponi (B 11 C), 'oku covalently fehokotaki mo e malohi fakaofo 'o e B .– B, B– C, mo e C .– C ngaahi ha'i, tokoni ki hono malohi fakamisini fakaofo mo e malu 'o e mafana ..
'Oku fakafe'iloaki 'e he 'asi 'o e ngaahi 'iuniti polyhedral ko 'eni mo e ngaahi seini interstitial 'a e anisotropy faka'ata mo e ngaahi palopalema 'i loto ., 'a ia 'oku ne uesia fakatou'osi 'a e ngaahi to'onga fakamisini mo e ngaahi 'api fakakomipiuta 'o e koloa ..
'Oku kehe mei he ngaahi poselani faingofua ange hange ko e 'alumina pe silikoni kāpaiti ., 'Oku faka'ata 'e he 'atomi 'o e boron carbide 'a e fe'unu'aki lahi 'o e configurational ., 'o 'ai ke malava ki he fa'u 'o e ngaahi kovi mo e circulation totongi 'oku ne uesia 'ene fakahoko 'i he malumalu 'o e mafasia mo e hoha'a mo e irradiation ..
1.2 Ngaahi Nofo'anga Fakatu'asino mo Faka'ilekitulonika 'oku Hoko mei he Fakafehokotaki 'Atomi .
'Oku taki 'e he netiueka 'o e covalent 'i he boron carbide ki he taha 'o e ngaahi mahu'inga 'o e fefeka 'oku 'ilo'i ma'olunga taha 'e lava 'i he lotolotonga 'o e ngaahi naunau synthetic .– fika ua pē ki he rubi mo e kiupiki polon naitalaiti .– 'oku angamaheni 'aki 'a e kamata mei he . 30 ki 38 'Avalisi 'o e poini 'o e kalasi 'i he Vickers 'o e tu'unga fefeka ..
Ko hono matolu 'oku fu'u fakasi'isi'i . (~ 2.52 g/cm ONO), 'o ngaohi ia 'o takai . 30% maʻamaʻa ange ʻi he ʻalumina pea meimei . 70% maʻamaʻa ange ʻi he ukameá, ko ha lelei mahu'inga 'i he ngaahi polokalama 'oku mamafa-ongo'ingofua hange ko e pale fakafo'ituitui mo e ngaahi konga 'o e aerospace ..
'Oku fakahaa'i 'e he Boron carbide 'a e inertness fakakemikale ma'ongo'onga ., matu'uaki 'a e taa 'e he lahi 'o e 'esiti mo e antacids 'i he tu'unga mafana 'o e 'atakai, neongo 'e lava ke ne oxidize 'i he . 450 ° C ʻi he ʻeá, fakatupu 'o e 'okisaiti boric (B 2 O ONO) mo e co2., 'a ia 'e lava ke ne fakangaloku 'a e faitotonu fakafa'unga 'i he ngaahi tu'unga oxidative 'o e mafana ma'olunga ..
'Oku 'i ai 'ene bandgap lahi . (~ 2.1 eV), fakafa'ahinga'i ia ko ha semiconductor mo e ngaahi polokalama 'e lava ke hoko 'i he ngaahi me'a faka'ilekitulonika 'o e mafana ma'olunga mo e ngaahi me'a faka'ilonga 'o e radiation ..
Tanaki atu, ko hono ma'olunga 'o e Seebeck coefficient mo e fakasi'isi'i 'o e conductivity 'o e mafana 'oku ne 'ai ia ko ha kanititeiti ki he liliu 'o e ivi thermoelectric ., tautautefito ki he ngaahi 'atakai faingata'a 'oku 'ikai ke ola lelei ai 'a e ngaahi naunau tukufakaholo ..
(Poloni Kapaiti Selami)
'Oku fakahaa'i 'e he koloa 'i he tanaki atu 'a e absorption 'o e neutron fakaofo koe'uhi ko e ma'olunga 'o e neutron puke kolosi-vahe 'o e 10 B isotope . (fekauʻaki 3837 ngaahi fale tauhi'anga koloa ki he ngaahi niutoni mafana), 'o 'ai ia ke mahu'inga 'i he ngaahi va'a pule'i 'o e reactor fakaniukilia ., malu'i, pea 'inivesi 'a e ngaahi sisitemi 'o e feitu'u ke tanaki ai 'a e kasa ..
2. Fakatahataha'i, To'oto'o, mo e Ngaahi Fakafeʻātungia ʻi he Densification .
2.1 Ngaahi founga langa 'o e ngaahi ngaue'anga mo e efuefu .
'Oku fakatupu lahi 'a e boron carbide 'aki 'a e carbothermal ma'olunga-mafana 'o e holo hifo 'o e 'esiti boric . (H 3 BO 3) pe ko e boron oxide . (B 2 O NIMA) mo e ngaahi ma'u'anga tokoni kaponi hange ko e lolo lolo pe malala 'i he ngaahi me'a fakamokomoko 'uhila 'oku lele 'i he . 2000 ° C.
‘Oku hoko atu ‘a e talí ‘o pehē .: 2B UA O UA . + 7C → B FĀ C . + 6CO, fakatupu 'a e fefeka, angular efuefu 'oku fie ma'u 'a e milling lahi ke fakahoko 'a e ngaahi konga 'o e submicron 'oku fe'unga mo e to'oto'o 'o e selami ..
'Oku kau 'i he ngaahi founga kehe 'o e synthesis 'a e synthesis 'o e mafana ma'olunga 'oku fakalahi 'e he tokotaha pe . (SHS), leisa-fakatupu kemikale kohu deposition (CVD), mo e ngaahi founga tokoni‘i ‘e he plasma ., 'a ia 'oku nau faka'aonga'i 'a e pule lelei ange 'i he stoichiometry mo e morphology 'o e konga ka 'oku si'isi'i ange 'a e scalable ki hono faka'aonga'i 'o e ngaahi ngaue'anga ..
Koe'uhi ko hono solidity lahi ., 'oku 'i ai 'a e ivi-lahi mo e faingata'a'ia 'i he 'uli mei he mitia grating 'a e 'uli'i 'o e boron carbide totonu ki he ngaahi efuefu lahi ., 'oku fie ma'u ke faka'aonga'i 'a e ngaahi ngaue'anga 'o e boron carbide-laine pe ngaahi tokoni 'o e polymeric ke tauhi 'a e ma'a ..
'Oku totonu ke 'ilo'i fakalelei 'a e ngaahi efuefu 'oku ma'u pea deagglomerated ke fakapapau'i 'a e teunga 'o e packing mo e sintering falala'anga ..
2.2 Sintering fakangatangata mo e ngaahi founga fakataha'i fakalakalaka .
Ko ha faingata'a lahi 'i he langa 'o e boron carbide 'o e selami ko hono natula 'o e fehokotaki'anga covalent mo e ma'ulalo 'o e 'atakai 'o e diffusion 'o e tokotaha pe ., 'a ia 'oku fakangatangata lahi 'a e densification lolotonga 'a e sintering 'oku 'ikai ha 'omi 'o e tu'unga ..
Foki 'i he mafana 'oku ofi mai . 2200 ° C, 'oku fakatupu 'e he sintering 'oku 'ikai ha 'omi 'a e ngaahi porcelains 'aki 'a e 80 .– 90% 'o e matolu fakaako ., 'o tuku 'a e toenga 'o e porosity 'oku ne fakasi'isi'i 'a e ivi fakamisini mo e fakahoko 'o e ballistic ..
Ke ikunaʻi ʻeni ., fakalakalaka 'a e ngaahi founga densification hange ko e teke vela . (HP) mo e teke isostatic vela . (ĀLANGA) 'oku faka'aonga'i.
'Oku faka'aonga'i 'e he teke vela 'a e mafasia uniaxial . (angamaheni 30 .– 50 MPa) 'i he mafana 'i he vaha'a 'o e 2100 ° C mo e . 2300 ° C, poupou'i 'a e toe fokotu'utu'u 'o e konga mo e deformation 'o e pelesitiki, 'o faka'ata 'a e matolu 'o laka hake 'i he . 95%.
HIP 'oku toe fakalelei'i ange 'a e densification 'aki hono faka'aonga'i 'o e kasa isostatic 'a e 'omi . (100– 200 MPa) hili hono fakafonu, fakangata 'a e ngaahi ava 'o e tapuni mo e a'usia 'o e ofi-kakato 'a e density mo e fakalelei'i 'o e fefeka 'o e mafesifesi ..
Ngaahi me'a tanaki hange ko e kaponi ., silikoni, pe liliu 'a e ngaahi borides ukamea . (e.g., TiB UA, CrB UA) 'oku fakafe'iloaki 'i he taimi 'e ni'ihi 'i ha ngaahi me'a si'isi'i ke boost sinterability mo fakafaingata'a'ia'i 'a e tupu 'a e tenga'i 'akau ., neongo te nau lava ʻo kiʻi fakasiʻisiʻi ʻa e solidity pe neutron absorption lelei ..
Neongo 'a e ngaahi fakalakalaka ko 'eni ., 'oku kei hokohoko atu pe 'a e vaivai 'o e ngata'anga 'o e tenga'i 'akau mo e intrinsic brittleness ko e ngaahi pole ta'etuku ., tautautefito ki he malumalu 'o e ngaahi tu'unga uta mo'ui.
3. Ngaahi Ngaue Fakamisini mo e Fakahoko 'i he Ngaahi Tu'unga 'o e Uta 'oku fu'u lahi
3.1 Ballistic fakafepaki'i mo e ngaahi sisitemi 'o e ta'elavame'a .
'Oku 'iloa lahi 'a e Boron carbide ko ha naunau premier ki he malu'i ballistic ma'ama'a 'i he teunga tau 'o e sino ., peleti 'o e me'alele, mo e malu‘i ‘o e vakapuná ..
Ko hono fefeka ma'olunga 'oku ne faka'ata ia ke ne maumau'i totonu mo warp 'a e ngaahi projectiles 'oku ha'u hange ko e ngaahi fana mo e ngaahi konga 'oku tuki 'a e teunga tau ., dissipating 'a e malohi 'o e kinetic 'o fakafou 'i he ngaahi sisitemi 'oku kau ai 'a e mafesifesi, ko e mafesifesi si'isi'i, mo e liliu siteisi fakalotofonua ..
Kaikehe, ‘oku fakahaa‘i ‘e he boron carbide ha me‘a fakaofo ‘oku ui ko e . “amorphization 'i he lalo 'ohovale,” ʻi fē, 'i he lalo uesia 'o e vave-ma'olunga ('oku fa'a > 1.8 km/s), 'oku movete 'a e fokotu'utu'u 'o e crystalline 'o tonu ki ha moveuveu ., amorphous konga 'oku 'ikai ke 'i ai ha'ane malava ke fua 'a e kavenga, ‘o iku ai ki ha ta‘elavame‘a fakamamahi ..
Ko e amorphization ko 'eni 'oku fakatupu 'e he 'omi ., 'oku siofi 'o fakafou 'i he feitu'u 'o e X-ray diffraction mo e ngaahi ako TEM ., 'oku fakatatau ia ki he movete 'o e ngaahi sisitemi icosahedral mo e ngaahi seini CBC 'i he malumalu 'o e mafasia 'o e shear lahi ..
Ko e ngaahi feinga ke fakasi‘isi‘i ‘ení ‘oku kau ki ai ‘a hono fakalelei‘i ‘o e tenga‘i ‘akaú ., sitaila fakatahataha (e.g., B FĀ C-SiC .), mo e funga 'o e 'elia 'oku 'ufi'ufi 'aki 'a e ngaahi ukamea pliable ke fakatoloi 'a e tupulaki 'o e motu'a pea 'oku 'i ai 'a e fragmentation ..
3.2 Fakafepaki'i 'o e tui mo e ngaahi polokalama fakangaue'anga
Malu'i 'o e kuohili, boron carbide’ abrasion fakafepaki’i ‘oku ne ‘ai ia ke ne lelei ‘aupito ki he ngaahi polokalama fakakomesiale kau ai ‘a e maumau lahi ., hange ko e ngaahi nozzle 'one'one ., ngaahi tokoni ki he motuhi 'o e vakapuna vai, mo e mitia 'o e 'uhila ..
'Oku mahulu hake 'aupito hono fefeka 'i he tungsten carbide mo e 'alumina ., ‘o iku ai ki he mo‘ui lōloa mo e fakasi‘isi‘i ‘a e ngaahi fakamole ki hono tauhí ‘i he ngaahi ‘ātakai ngaohi‘anga koloa ‘oku ma‘olunga hono ngāué ..
'E lava ke ngaue 'a e ngaahi 'elemeniti 'oku ngaohi mei he boron carbide 'i he lalo tafe 'a e abrasive 'o e ma'olunga-pressure 'o 'ikai ha faka'auha vave ., neongo kuo pau ke fie ma'u 'a e tokanga ke ta'ofi 'a e thermal shock mo e ngaahi mafasia 'o e tensile lolotonga 'a e founga ngaue ..
Ko hono faka'aonga'i 'i he ngaahi tu'unga fakaniukilia 'oku tanaki atu ki ai 'oku a'u ki he ngaahi konga 'o e wear-resistant 'i he ngaahi sisitemi to'oto'o 'o e kasa ., 'a ia 'oku fakatou fie ma'u ai 'a e fefeka fakamisini mo e absorption 'o e niutoni ..
4. Ngaahi Faka'aonga'i Fakapotopoto 'i he Niukilia ., Vakapuna, mo e Ngaahi Tekinolosia ʻOku ʻAlu Hake .
4.1 Neutron Absorption mo e ngaahi fakalelei'anga 'o e malu'i 'o e radiation
'I he lotolotonga 'o e taha 'o e ngaahi polokalama mahu'inga taha 'ikai fakakautau 'o e boron carbide 'oku kei 'i he ivi 'atomi ., 'a ia 'oku ne ngaue ai ko ha koloa neutron-absorbing 'i he ngaahi pou pule ., pellets tapuni, mo e ngaahi fa'unga malu'i 'o e radiation ..
Koe'uhi ko e koloa ma'olunga 'o e 10 B isotope . (angamaheni ~ 20%, kaekehe 'e lava ke fakakoloa'i ke > . 90%), 'oku ma'u lelei 'e he boron carbide 'a e ngaahi niutoni mafana 'o fakafou 'i he 10 B .(n, ha)fitu tali Li ., 'o fakatupu 'a e ngaahi konga 'o e 'alafa mo e litiume ions 'oku faingofua ke 'i loto 'i he koloa ..
Ko e tali ko 'eni 'oku 'ikai-radioactive pea 'oku ne fakatupu 'a e si'isi'i 'aupito 'o e byproducts mo'ui fuoloa ., 'o ngaohi 'a e boron carbide malu ange mo lahi ange 'a e tu'uma'u 'i he ngaahi founga kehe hange ko e cadmium pe hafnium ..
'Oku ngaohi ia ke faka'aonga'i 'i he activators vai pressurized . (Ngaahi PWR), ngaahi reactor vai vela (Ngaahi BWR), mo e ngaahi fakaʻaongaʻi fakatotolo ., 'oku angamaheni 'aki 'i he fotunga 'o e sintered pellets ., ngaahi paipa teunga, pe ngaahi panel fakatahataha'i ..
Ko hono tu'unga ma'u 'i he lalo neutron irradiation mo e malava ke tauhi 'a e ngaahi koloa fission fakalelei'i 'a e malu mo e malu 'o e activator mo e mo'ui loloa 'o e ngaue ..
4.2 Vakapuna, Ngaahi me'a 'uhila mafana, mo e Ngaahi Ngataʻanga Fakameʻa ʻi he Kahaʻú .
'I he vakapuna, 'oku 'ilo'i 'a e boron carbide ke faka'aonga'i 'i he tafa'aki taki 'o e me'alele hypersonic ., 'a ia 'oku ma'olunga ai 'a hono melting . (~ 2450 ° C), fakasi'isi'i 'a e matolu, mo e thermal shock 'oku nau 'oatu 'a e ngaahi lelei 'i he ngaahi alloys ukamea ..
Ko hono malava 'i he ngaahi me'angaue thermoelectric 'oku ha'u ia mei hono ma'olunga 'o e Seebeck coefficient mo e fakasi'isi'i 'o e conductivity 'o e mafana ., 'o lava ai ke liliu fakahangatonu 'a e mafana 'o e veve ki he ivi 'uhila 'i he ngaahi 'atakai fefeka hange ko e ngaahi probes loloto-vahe pe ngaahi sisitemi 'oku fakalele 'aki 'a e ivi fakaniukilia ..
'Oku lolotonga fakahoko foki 'a e ako ke fokotu'u 'a e boron carbide-fakava'e 'i he ngaahi me'a 'oku fakataha'i mo e kaponi nanotubes pe graphene ke fakalahi 'a e fefeka mo e conductivity 'uhila ki he ngaahi me'a faka'ilekitulonika faka'ata multifunctional ..
Tanaki atu, 'oku leveraged hono ngaahi fale semiconductor 'i he ngaahi 'iuniti 'o e ongo'i 'o e radiation-fakafefeka'i mo e ngaahi me'a faka'ilonga ki he feitu'u mo e ngaahi polokalama fakaniukilia ..
'I he recap, boron carbide porcelains tu'u ma'a ha naunau fakava'e 'i he fetaulaki'anga 'o e fu'u lelei fakamisini ., tisaini fakaniukilia, mo e fakalakalaka ‘i hono ngaohí ..
Ko hono taha-'o-ha-fa'ahinga fefiofi 'o e solidity ultra-ma'olunga ., fakasi'isi'i 'a e matolu, pea ko e malava ke absorption 'a e neutron 'oku ne 'ai ia ke 'ikai lava ke fetongi 'i he malu'i mo e ngaahi tekinolosia fakaonopooni fakaniukilia ., lolotonga ia 'oku kei hokohoko atu 'a e ako fakatotolo ke fakalahi 'ene ivi totonu ki he aerospace ., liliu 'o e ivi, mo e ngaahi me‘a fakataha‘i ‘o e to‘utangata hokó ..
Ko e boost 'a e ngaahi founga fakalelei'i mo e 'asi mai 'a e ngaahi tisaini fo'ou 'o e composite ., boron carbide 'e pau ke kei 'i he tafa'aki taki 'o e ngaahi naunau 'o e fo'ou ki he ngaahi fakafe'atungia'i fakatekinolosia 'oku fie ma'u lahi taha ..
5. Tufaki
Na'e fokotu'u 'a e Ceramics fakalakalaka 'i he 'aho 20 'o 'Okatopa. 17, 2012, ko ha kautaha tekinolosia ma'olunga 'oku tukupa ki he fakatotolo mo e fakalakalaka ., fakatupu koloa, ngaue, fakatau atu mo e ngaahi ngaue fakatekinikale 'o e ngaahi naunau mo e ngaahi koloa 'oku fekau'aki mo e selami. 'Oku kau 'i he'etau ngaahi koloa ka 'oku 'ikai fakangatangata ki he ngaahi koloa 'o e Boron Carbide Ceramic ., Ngaahi koloa 'o e selami 'o e Boron Nitride, Ngaahi koloa 'o e selami 'o e silikoni Carbide, Ngaahi koloa 'o e selami 'o e silikoni Naitalaiti, Ngaahi koloa 'o e selami 'o e Zirconium Tai'okisaiti, mo e ngaahi me'a pehē. Kapau 'oku ke fie'ilo ., kataki 'o ongo'i tau'ataina ke fetu'utaki mai.([email protected])
Tags: Poloni Kapaiti, Boron Selami, Poloni Kapaiti Selami
Ko e ngaahi fakamatala mo e ngaahi fakatātā kotoa pē mei he ʻInitanetí .. Kapau 'oku 'iai ha ngaahi me'a 'oku fekau'aki mo e totonu pulusi ., kataki fetu'utaki mai taimi totonu ke tamate'i ..
Faka'eke'eke mai