1. Бор Карбидның төп химиясе һәм кристаллографик дизайны
1.1 Молекуляр композиция һәм структур катлаулылык
(Бор Карбид керамикасы)
Бор карбид (Б Дүрт С.) иң катлаулы һәм технологик яктан мөһим керамик материалларның берсе булып тора, аның каты ныклыгы уникаль комбинациясе аркасында, түбән калынлык, һәм нейтронның үзләштерү мөмкинлеге.
Химик яктан, ул стохиометрик булмаган матдә, беренче чиратта бор һәм углерод атомнарыннан тора, B ₄ C идеальләштерелгән формуласы белән, аның реаль составы B ₄ C дан B to кадәр булырга мөмкин. Бишенче С., аның катлаулы кристалл тактасында альтернатив системалар белән идарә ителгән зур бертөрлелек төрлелеген чагылдыру.
Бор карбидының кристалл рамбасы ромбоедраль системадан килә (космик команда R3̄m), 12 атомлы икозаедраның өч үлчәмле челтәре белән билгеләнде– бор атомнары коллекцияләре– Тригональ күчәр буенча туры C-B-C яки C-C чылбырлары белән бәйләнгән.
Бу икоседра, һәрберсе 11 бор атомнары һәм 1 углерод атомы (Б ₁₁ С.), искиткеч көчле В белән ковалентлы бәйләнгән– Б., Б.– C., һәм С.– С облигациясе, аның тәэсирле механик көченә һәм җылылык куркынычсызлыгына өлеш кертү.
Бу полиедраль берәмлекләрнең һәм интерстициаль чылбырларның күренүе архитектур анисотропия һәм эчке проблемаларны кертә, бу продуктның механик гадәтләренә дә, санлы йортларына да кагыла.
Алумина яки кремний карбид кебек җиңел фарфорлардан аермалы буларак, бор карбидның атом архитектурасы зур конфигурацион сыгылу мөмкинлеген бирә, стресс, борчылу һәм нурланыш вакытында аның эшенә тәэсир итүче җитешсезлекләр формалашу һәм түләү әйләнеше мөмкинлеген булдыру.
1.2 Атом бәйләнешеннән килеп чыккан физик һәм электрон резиденцияләр
Бор карбидындагы ковалент бәйләү челтәре синтетик материаллар арасында иң югары танылган каты кыйммәткә китерә.– рубин һәм куб бор нитридыннан соң икенче– гадәттә 30 to 38 Викерсның ныклыгы диапазонында уртача балл.
Аның калынлыгы бик кими (~ 2.52 г / см Алтынчы), әйләндереп алу 30% алуминага караганда җиңелрәк һәм диярлек 70% корычтан җиңелрәк, Аерым калкан һәм аэрокосмик өлешләр кебек авырлыкка сизгер кушымталарда мөһим өстенлек.
Бор карбид химик инерцияне күрсәтә, космик температура дәрәҗәсендә күп кислоталар һәм антацидлар белән сугуга каршы, оксидлашырга мөмкин булса да 450 ° C һавада, бор оксиды булдыру (Б ₂ О Алтынчы) һәм co2, югары температуралы оксидиатив шартларда структур намусны бозырга мөмкин.
Аның киң тасмасы бар (~ 2.1 eV), аны югары үткәргеч электроника һәм нурланыш детекторларында потенциаль кушымталар белән ярымүткәргеч итеп категорияләү.
Моннан тыш, аның югары Seebeck коэффициенты һәм җылылык үткәрүчәнлегенең кимүе аны термоэлектрик энергия конверсиясенә кандидат итә, аеруча традицион материаллар эшләмәгән катлаулы шартларда.
(Бор Карбид керамикасы)
Продукция neut В изотопының югары нейтрон кисемтәсе аркасында феноменаль нейтрон үзләштерүен күрсәтә (турында 3837 җылылык нейтроннары өчен абзарлар), аны атом реакторы белән идарә итү чыбыкларында кирәк, саклау, һәм газ саклау космик системалары.
2. Синтез, Эшкәртү, һәм тыгызлыктагы киртәләр
2.1 Сәнәгать җитештерү һәм порошок төзелеше ысуллары
Бор карбид күбесенчә бор кислотасының югары температуралы карботермаль кимүе белән барлыкка килә (H ₃ BO ₃) яки бор оксиды (Б ₂ О Биш) углерод ресурслары белән, нефть кокы яки электр дугасы җылыткычларында күмер 2000 ° C..
.Авап шулай дәвам итә: 2Б ИКЕ И ИКЕ + 7C → B Дүрт С. + 6СО, тупас тудыру, керамик эшкәртү өчен яраклы субмикрон фрагмент зурлыкларын башкару өчен зур тегермәнгә мохтаҗ почмак порошоклары.
Альтернатив синтез маршрутлары үз-үзен таратучы югары температуралы синтезны үз эченә ала (SHS), лазерлы химик пар парламенты (CVD), һәм плазма ярдәмендә техника, Алар стохиометрия һәм фрагмент морфологиясенә яхшырак контроль кулланалар, ләкин сәнәгатьтә куллану өчен азрак масштаблы.
Аның каты ныклыгы аркасында, бор карбидын зур порошокларга тарту - энергияне күп таләп итә һәм торлау чараларының пычрануына зәгыйфь, чисталыкны саклау өчен бор карбид белән капланган тегермәннәр яки полимер тарткыч ярдәмчәләр куллануны таләп итү.
Нәтиҗә ясалган порошоклар бертөрле төрү һәм ышанычлы синтерингны гарантияләү өчен җентекләп ачыкланырга һәм дегломерацияләнергә тиеш.
2.2 Синтеринг чикләүләре һәм алдынгы комбинация алымнары
Бор карбид керамик төзелешендә зур кыенлык - аның ковалент бәйләнеше һәм түбән диффузия коэффициенты, стандарт басымсыз синтеринг вакытында тыгызлыкны чикли.
Шулай ук температура якынлашканда 2200 ° C., басымсыз синтеринг гадәттә 80 белән фарфор җитештерә– 90% академик калынлык, механик ныклыкны һәм баллистик күрсәткечне киметүче калдык порошитлыгын калдыру.
Моны җиңү өчен, кайнар этәрү кебек алга киткән тыгызлык техникасы (HP) һәм кайнар изостатик этәрү (HIP) кулланыла.
Кайнар этәрү униаксиаль стрессны куллана (гадәттә 30– 50 MPa) арасындагы температурада 2100 ° C һәм 2300 ° C., фрагментларны үзгәртеп кору һәм пластик деформация, калынлыкны арттырырга мөмкинлек бирә 95%.
HIP изостатик газ басымын кулланып тыгызлыкны тагын да яхшырта (100– 200 MPa) анкапсуляциядән соң, ябык тишекләрне бетерү һәм яхшыртылган ярак катылыгы белән тулы тыгызлыкка ирешү.
Углерод кебек өстәмәләр, кремний, яки металл боридларны күчерү (мәс., TiB ИКЕ, ИКЕ) кайвакыт аз күләмдә кертелә, ашлыкның үсүенә комачаулый, алар ныклыкны яки нейтронны үзләштерү эффективлыгын бераз киметергә мөмкин.
Бу уңышларга карамастан, ашлык чикләренең зәгыйфьлеге һәм эчке бритллыгы туктаусыз кыенлыклар булып кала, махсус җанлы йөкләү шартларында.
3. Экстремаль йөкләү шартларында механик чаралар һәм башкару
3.1 Баллистик каршылык һәм уңышсызлык системалары
Бор карбид тән коралларында җиңел баллистик саклау өчен төп материал буларак киң таныла, машина белән каплау, һәм самолеттан саклау.
Аның югары ныклыгы аңа бронь-тешләүче пулялар һәм кисәкләр кебек керә торган проекларны дөрес бозарга мөмкинлек бирә., кинетик көчен ярактан торган системалар аша тарату, микрокрекинг, һәм җирле этап үзгәреше.
Шулай да, бор карбид дип аталган күренешне күрсәтә “шок астында аморфизация,” кайда, югары тизлек тәэсирендә (гадәттә> 1.8 км / с), кристалл структурасы тәртипсезлеккә бүленә, йөк күтәрү көче булмаган аморфоз фаза, фаҗигале уңышсызлыкка китерә.
Бу басымга китергән аморфизация, рентген дифракция һәм TEM тикшеренүләре аша күзәтелә, чиктән тыш стресс астында икозаедраль системаларның һәм C-B-C чылбырларының өзелүенә бәйле.
Моны йомшарту тырышлыгы ашлыкны яхшыртудан тора, композицион стиль (мәс., B Дүрт C-SiC), Ватык таралуны тоткарлау һәм фрагментлашу өчен җиңел корыч белән капланган өслек мәйданы.
3.2 Каршылык һәм сәнәгать кушымталары киегез
Defenseткән оборона, бор карбидның абразиягә каршы торуы аны коммерция кушымталары өчен идеаль итә, каты кием, ком комбинатлары кебек, су реактивын кисү киңәшләре, һәм тарту чаралары.
Аның ныклыгы вольфрам карбидыннан һәм алуминадан күпкә өстен, озын гомер озынлыгына китерә һәм югары җитештерүчән атмосферада тоту чыгымнарын минимальләштерә.
Бор карбидыннан ясалган элементлар югары басымлы абразив агым астында тиз юк ителмичә эшли ала, процедура вакытында җылылык шокы һәм киеренкелек стрессларын булдырмас өчен сак булырга кирәк.
Аны атом шартларында куллану өстәмә рәвештә газ эшкәртү системаларында тузуга чыдам компонентларга барып җитә, монда механик ныклык һәм нейтрон үзләштерү кирәк.
4. Атомдагы стратегик кушымталар, Аэрокосмос, һәм барлыкка килүче технологияләр
4.1 Нейтрон абсорбциясе һәм нурланыштан саклану чишелешләре
Бор карбидын хәрби булмаган иң мөһим кулланмалар арасында атом энергиясендә кала, монда контроль баганаларда нейтрон сеңдерүче продукт булып хезмәт итә, ябык шакмаклар, һәм нурланыштан саклаучы структуралар.
¹⁰ В изотопының зур байлыгы аркасында (гадәттә ~ 20%, шулай да> белән баетырга мөмкин 90%), бор карбид җылылык нейтроннарын эффектив рәвештә ¹⁰ B аша тота(n, а)җиде Ли җавап, продукт эчендә җиңел булган альфа фрагментларын һәм литий ионнарын булдыру.
Бу реакция радиоактив булмаган һәм бик аз озын гомерле продуктлар чыгара, бор карбидын кадмий яки гафний кебек альтернативаларга караганда күпкә куркынычсыз һәм күпкә тотрыклырак итү.
Ул басымлы су активаторларында кулланыла (ПВРлар), кайнап торган су реакторлары (BWRs), һәм тикшеренү активистлары, гадәттә синтерланган гелец формасында, киенгән трубалар, яки составлы панельләр.
Нейтрон нурланыш астында аның тотрыклылыгы һәм ярылу продуктларын саклап калу активлаштыручы куркынычсызлыкны, куркынычсызлыкны һәм оператив озын гомерне яхшырта.
4.2 Аэрокосмос, Термоэлектрика, һәм киләчәк материал чикләре
Аэрокосмоста, бор карбид гиперсоник машинада алдынгы якларда куллану өчен табыла, монда аның эретү факторы (~ 2450 ° C.), калынлыгы кимеде, һәм җылылык шокына каршы тору металл эретмәләренә караганда өстенлек бирә.
Термоэлектрик гаджетларда аның потенциалы аның югары Seebeck коэффициентыннан һәм җылылык үткәрүчәнлегенең кимүеннән килә, тирән космик зоналар яки атом энергиясе системалары кебек каты атмосферада калдык җылылыгын электр энергиясенә турыдан-туры әйләндерергә мөмкинлек бирә..
Шулай ук күп функцияле архитектура электроникасы өчен катгыйлыкны һәм электр үткәрүчәнлеген көчәйтү өчен углерод нанотубы яки графенлы бор карбид нигезендәге композитлар булдыру өчен өйрәнү бара..
Моннан тыш, аның ярымүткәргеч биналары радиация каты сенсор агрегатларында һәм өлкә һәм атом кушымталары өчен детекторларда кулланыла..
Кабатлау, бор карбид фарфорлары экстремаль механик эффективлык тоташкан урында төп материал булып тора, атом дизайны, һәм прогрессив производство.
Ультра-югары ныклыкның бер-бер артлы катнашуы, калынлыгы кимеде, һәм нейтронны үзләштерү сәләте аны оборона һәм атом заманча технологияләрендә алыштыргысыз итә, өзлексез тикшеренүләр аэрокосмоска энергиясен киңәйтү өчен кала, энергия конверсиясе, һәм киләсе буын кушылмалары.
Нефть эшкәртү стратегиясе көчәя һәм яңа составлы конструкцияләр барлыкка килә, бор карбид, әлбәттә, технологик киртәләр өчен материаллар инновацияләренең алдынгы кырында калачак.
5. Дистрибьютор
Алга киткән керамика октябрьдә оешкан 17, 2012, тикшеренүләр һәм үсеш өчен бирелгән югары технологияле предприятия, җитештерү, эшкәртү, керамик чагыштырма материаллар һәм продуктларның сату һәм техник хезмәтләре. Безнең продуктлар Бор Карбид керамик продуктларын үз эченә ала, ләкин алар белән чикләнми, Бор Нитрид керамик продуктлары, Кремний карбид керамик продуктлары, Кремний Нитрид керамик продуктлары, Ircирконий диоксиды керамик продуктлары, һ.б.. Әгәр дә сез кызыксынсагыз, зинһар, безнең белән элемтәгә керергә ирек бирегез.([email protected])
Теги: Бор Карбид, Бор керамикасы, Бор Карбид керамикасы
Барлык мәкаләләр дә, рәсемнәр дә Интернеттан. Әгәр дә авторлык проблемалары булса, бетерү өчен зинһар, безнең белән элемтәгә керегез.
Безне сора