Бор Карбид керамикасы: Фәнни тикшеренүләр белән таныштыру, Сыйфатлар, һәм ультра-каты алдынгы материалның революцион кушымталары
1. Бор Карбид белән таныштыру: Экстремизмда материал
Бор карбид (Б ₄ С.) фәнни тикшеренүләрдә хәзерге продуктларга танылган иң гаҗәеп ясалма продуктларның берсе булып тора, onирдәге иң катлаулы материаллар арасында урнашуы белән дифференциацияләнә, бриллиант һәм куб бор нитридыннан артты.
(Бор Карбид керамикасы)
Беренче тапкыр XIX гасырда синтезланган, бор карбид лаборатория кызыксынуыннан югары җитештерүчән дизайн системасында мөһим элементка әверелде, саклау инновацияләре, һәм атом куллану.
Аның экстремаль ныклыкның махсус кушылмасы, тыгызлыгын киметү, югары нейтрон үзләштерү кисемтәсе, һәм гадәти булмаган химик тотрыклылык аны стандарт материаллар җитмәгән шартларда мөһим итә.
Бу мәкалә бор карбид керамикасын киң, ләкин үтемле тикшерү бирә, аның атом структурасына сикерү, синтез техникасы, механик һәм физик торак яки коммерция үзлекләре, һәм аның гадәттән тыш атрибутларын кулланган алдынгы кушымталар төрлелеге.
Максат - клиник аңлау һәм практик куллану арасындагы киңлекне күперү, укучыларга тирән тәкъдим итү, бу искиткеч керамик материалның хәзерге технологияне формалаштыруы турында оешкан аңлау.
2. Атом структурасы һәм төп химия
2.1 Бәллүр такталар һәм бәйләү үзенчәлекләре
Бор карбид ромбоедраль рамкада кристаллаша (Р3м командасы) үзгәрүчән стохиометрияне урнаштырган катлаулы җайланма күзәнәге белән, гадәттә B ₄ C дан B to кадәр. Бишенче С..
Бу структураның төп нигезе 12 атомлы икозаедра, күбесенчә бор атомнарыннан тора, өч атомлы туры чылбыр белән бәйләнгән, кристалл тактаны киңәйтә.
Бор челтәре эчендә көчле ковалент бәйләнеше нәтиҗәсендә икозаедра бик тотрыклы кластерлар, икозаедраль чылбырлар– гадәттә C-B-C яки B-B-B аранжировкаларын үз эченә ала– материалның механик һәм санлы торак үзлекләрен булдыруда мөһим роль уйныйлар.
Бу махсус стиль югары дәрәҗәдәге ковалент бәйләнешле продуктка китерә (бетте 90%), аның феноменаль ныклыгы һәм җылылык тотрыклылыгы өчен туры.
Чылбыр мәйданнарында углеродның күренүе архитектур тотрыклылыкны көчәйтә, ләкин идеаль стохиометриядән туры килмәү механик эффективлыкка һәм синтрабиллелеккә тәэсир итә торган кимчелекләр кертә ала.
(Бор Карбид керамикасы)
2.2 Композиция тәртипсезлеге һәм кимчелек химиясе
Стохиометрия турында кайгыртылган берничә керамикадан аермалы буларак, бор карбид киң бертөрлелек массивын күрсәтә, гомуми кристалл рамкага комачауламыйча, бордан углерод коэффициентында шактый үзгәрүне рөхсәт итү.
Бу адаптация махсус кушымталар өчен махсус сыйфатларга мөмкинлек бирә, эшкәртүдә дә, эффективлыкның бердәмлегендә дә проблемалар тудыра.
Углерод кытлыгы кебек кимчелекләр, бор ачкычлары, һәм икозаедраль бозулар гадәти һәм катылыкка тәэсир итә ала, каты каты, һәм электр үткәрүчәнлеге.
Мәсәлән, стохиометрик макияжлар (борга бай) зуррак катылык күрсәтергә омтыла, ләкин сыну катылыгын киметә, углеродка бай вариацияләр катылык чыгымнарында яхшырган синтезлыкны күрсәтергә мөмкин.
Бу кимчелекләрне аңлау һәм көйләү алдынгы бор карбид тикшеренүләрендә мөһим юнәлеш, калкан һәм атом кулланылышында эффективлыкны арттыру өчен.
3. Синтез һәм эшкәртү техникасы
3.1 Төп җитештерү ысуллары
Бор карбид порошогы күбесенчә югары температуралы карботермаль киметү аша ясала, бор кислотасы процедурасы (H ₃ ӨЧ) яки бор оксиды (Б ИКЕ О ₃) электр дугасы мичендә нефть кокы яки күмер кебек углерод ресурслары белән җавап бирелә.
Реакция шулай дәвам итә:
Б ИКЕ О ₃ + 7C → 2B Дүрт С. + 6СО (газ)
Бу процесс температура дәрәҗәсендә уза 2000 ° C., мөһим энергия кертүгә чакыру.
Нәтиҗә ясалган B FOUR C тегермәнләнгән һәм кабатланган углерод һәм эшкәртелмәгән оксидлардан котылу өчен чистартылган..
Альтернатив техника магниотермик киметүне үз эченә ала, лазер ярдәмендә синтез, һәм плазма дугасы синтезы, Алар фрагментларның зурлыгын һәм сафлыгын яхшырак контрольдә тоталар, ләкин гадәттә кечкенә күләмле яки махсус җитештерү белән чикләнәләр.
3.2 Денсификацияләү һәм синтерингтагы кыенлыклар
Бор карбид керамик производствосының иң мөһим проблемаларының берсе - каты ковалент бәйләнеше һәм үз-үзен диффузия коэффициентының кимүе аркасында тулы тыгызлыкка ирешү..
Гадәттәге басымсыз синтеринг еш кына югарыдагы күзәнәк дәрәҗәсенә китерә 10%, механик ныклыкны һәм баллистик эффективлыкны бик куркыныч астына куя.
Моны җиңү өчен, алга киткән тыгызлык техникасы кулланыла:
Кайнар этәрү (HP): Бер үк вакытта җылылык куллануны кертә (гадәттә 2000– 2200 ° C. )һәм униаксиаль басым (20– 50 MPa) инерт тирәсендә, теоретик калынлык тудыру.
Isылы изостатик басу (HIP): Highгары температураны һәм изотроп газ стрессын куллана (100– 200 MPa), эчке күзәнәкләрне бетерү һәм механик тотрыклылыкны арттыру.
Очкын плазмасы синтеринг (SPS): Порошок компактын тиз җылыту өчен туры булган пульсны куллана, түбән температура һәм күпкә кыскарак вакытларда тыгызлыкны тәэмин итү, яхшы ашлык структурасын саклау.
Углерод кебек өстәмәләр, кремний, яки смена металл боридлары ашлык чикләрен диффузияләү һәм синтрациональлекне арттыру өчен еш тәкъдим ителә, мыскыллаучы ныклыктан арыну өчен алар бик җентекләп көйләнергә тиеш.
4. Механик һәм физик резиденция
4.1 Аерым ныклык һәм кием каршылыгы
Бор карбид Викерс катылыгы белән дан тота, гадәттә төрлечә 30 to 35 Уртача класс, аны иң билгеле материаллар арасында урнаштыру.
Бу каты ныклык абразив киемгә тәэсирле каршылыкка әйләнә, B FOUR C комлы пластинка кебек кушымталар өчен бик яхшы, киметү кораллары, һәм казу һәм кызыксыз җиһазларда тәлинкәләр киегез.
Бор карбидындагы кием җайланмасы пластик деформациядән аермалы буларак, микрофрактура һәм ашлык чыгаруны үз эченә ала, нечкә фарфорларга характеристика.
Шуңа да карамастан, аның түбән яраклыгы (гадәттә 2.5– 3.5 MPa · m 1ST / ИКЕ) йогынты ясаганда таралуны өзәргә омтыла, җанлы кушымталарда җентекләп дизайн таләп итә.
4.2 Түбән тыгызлык һәм югары детальләр көче
Тыгызлыгы белән 2.52 г / см ӨЧ, бор карбид иң җиңел архитектур фарфорлар арасында, авырлыкка сизгер кушымталарда зур файда куллану.
Бу түбән тыгызлык, югары кысучанлык белән кертелгән (бетте 4 GPa), феноменаль деталь көченә китерә (көч-тыгызлык пропорциясе), массаны киметү бик мөһим булган аэрокосмик һәм саклау системалары өчен бик мөһим.
Мәсәлән, шәхси һәм транспорт коралларында, B Дүрт С корыч яки алуминадан аермалы буларак, премиум куркынычсызлыгын тәкъдим итә, җиңелрәк, күпкә мобиль куркынычсызлык системалары.
4.3 Rылылык һәм химик тотрыклылык
Бор карбид искиткеч җылылык тотрыклылыгын күрсәтә, механик йортларын саклау 1000 ° C инерт мохитендә.
Аның тирә-юньдә эретү ноктасы бар 2450 ° C һәм җылылык үсеш коэффициенты (~ 5.6 × 10 ⁻⁶ / К.), зур җылылык шокына каршы тору.
Химик яктан, кислоталарга бик иммунитетлы (HNO like кебек оксидлаштыручы кислоталардан кала) һәм сыекланган металллар, каты химик атмосферада һәм атом электр станцияләрендә куллану өчен урынлы итү.
Ләкин, оксидлашу шактый бетә 500 ° C һавада, бор оксиды һәм углерод газын формалаштыру, вакыт узу белән намусны боза ала.
Highгары температуралы оксидлаштыру проблемаларында саклагыч катламнар яки әйләнә-тирә мохит контроле еш таләп ителә.
5. Яшерен кушымталар һәм техник эффект
5.1 Баллистик куркынычсызлык һәм калкан чишелешләре
Бор карбид - хәзерге заман җиңел калканның нигез ташы, аның тигез булмаган катнашмасы һәм калынлыгы кимү сәбәпле..
Бу киң кулланыла:
Тән кораллары өчен керамик тәлинкәләр (III һәм IV дәрәҗә саклау).
Армия һәм полиция гаризалары өчен машина калканы.
Очкыч һәм вертолет кокпитын саклау.
Композит калкан системаларында, B ₄ C плиткалары гадәттә җепселле ныгытылган полимерлар белән тәэмин ителә (мәс., Кевлар яки UHMWPE) керамик катлам проекцияне сындырганнан соң калдык кинетик энергияне сеңдерергә.
Highгары ныклыгына карамастан, B Дүрт С эшләргә мөмкин “аморфизация” югары тизлек тәэсирендә, бик югары энергия куркынычларына каршы эшләвен чикләүче күренеш, композит модификацияләргә һәм гибрид фарфорларга кабатланучы өйрәнүне мотивацияләү.
5.2 Атом дизайны һәм нейтрон абсорбциясе
Бор карбидының иң мөһим бурычлары арасында атом реакторын контрольдә тоту, куркынычсызлык һәм куркынычсызлык системалары кала.
Neut В изотопының югары нейтрон үзләштерү киселеше аркасында (3837 җылылык нейтроннары өчен абзарлар), B Дүрт С кулланыла:
Прессорланган су реакторлары өчен контроль чыбыклар (ПВРлар) һәм кайнап торган су реакторлары (BWRs).
Нейтрон саклаучы өлешләр.
Гадәттән тыш хәлләрне ябу системалары.
Аның нейтроннарны зур шешү яки нурланышсыз җимерү сәләте аны атом мохитендә уңайлы продукт итә.
Шулай да, gel В газыннан гелий газ чыгару(n, а)⁷ Li реакциясе эчке басымның артуына һәм вакыт белән микрокрекингка китерергә мөмкин, озак вакытлы кушымталарда сакчыл дизайн һәм күзәтүне таләп итә.
5.3 Индустриаль һәм киемгә чыдам компонентлар
Оборона һәм атом базарыннан тыш, бор карбид промышленность кушымталарында комплекслы куллануны таба:
Каты суүткәргеч кисү һәм ком ташлау өчен борыннар.
Насослар өчен ябыклар.
Кара төсле продуктлар өчен коралларны киметү.
Аның химик инерциясе һәм җылылык тотрыклылыгы аңа дошман химик эшкәртү атмосферасында ышанычлы эшләргә мөмкинлек бирә, анда корыч кораллар, әлбәттә, тиз бетәчәк..
6. Киләчәк перспективалар һәм тикшеренүләр өйрәнү чикләре
Бор карбид фарфорларының киләчәге аның эчке чикләүләрен җиңүгә бәйле– аеруча түбән ярак ныклыгы һәм оксидлашуга каршы тору– алдынгы композит стиль һәм наноструктура белән.
Хәзерге тикшеренү юнәлешләре:
B ₄ C-SiC үсеше, B ₄ C-TiB ₂, һәм B Дүрт C-CNT (углерод нанотубы) көч һәм җылылык үткәрүчәнлеген арттыру өчен кушылмалар.
Оксидлашуга каршы торуны көчәйтү өчен өслекне үзгәртү һәм бизәү яңалыклары.
Өстәмә җитештерү (3Г бастыру) бәйләүче джетинг һәм SPS стратегияләрен кулланып B FOUR C өлешләре.
Фәнни тикшеренүләр материал булып үсә, бор карбид киләсе буын инновацияләрендә тагын да яхшырак функция уйный, гиперсоник йөк машиналары өлешеннән алып инновацион атом кушылмасы активаторларына кадәр.
Йомгаклау, бор карбид керамикасы эшләнгән материал эффективлыгының иң югары ноктасы, каты ныклыкны берләштерү, калынлыгы кимеде, һәм бер матдәдә махсус атом торак үзлекләре.
Синтезда өзлексез алга китү аша, эшкәртү, һәм куллану, бу искиткеч материал югары җитештерүчән дизайнда мөмкин булган чикләрне этәрүне дәвам итә.
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