1. Хімічний склад і структурні особливості порошку карбіду бору
1.1 Стехіометрія B ₄ C і атомна архітектура
(Карбід бору)
Карбід бору (B ₄ C) порошок - це неоксидний керамічний матеріал, що складається переважно з атомів бору та вуглецю, з ідеальною стехіометричною формулою B ЧОТИРИ C, хоча він демонструє великий діапазон композиційної толерантності приблизно від B FOUR C до B ₁₀. ₅ C.
Його кристалічна структура походить від ромбоедричної системи, ідентифікується мережею 12-атомних ікосаедрів– кожен включно 11 атоми бору і 1 атом вуглецю– з’єднані прямою В– C або C– Б– C прямі триатомні ланцюги вздовж [111] напрямок.
Це чітке розташування ковалентно пов’язаних ікосаедрів і з’єднувальних ланцюгів забезпечує виняткову міцність і термічну стабільність, що робить карбід бору одним із найтвердіших відомих продуктів, перевершує лише кубічний нітрид бору та алмаз.
Наявність архітектурних проблем, наприклад дефіцит вуглецю в прямому ланцюзі або умова заміщення в ікосаедрах, істотно впливає на механічні, цифровий, і будинки поглинання нейтронів, вимагає спеціального контролю під час синтезу порошку.
Ці особливості на атомному рівні також додають до його низької щільності (~ 2.52 г/см ЧОТИРИ), що має важливе значення для легких екранів, де співвідношення міцності та ваги має першорядне значення.
1.2 Чистота стадії та результати забруднюючих речовин
Високоефективні застосування вимагають порошків карбіду бору з високою ступінчастою чистотою та незначним забрудненням киснем, металеві забруднення, або другі фази, такі як субоксиди бору (B ДВА O ₂) або безкоштовний вуглець.
Домішки кисню, зазвичай подається під час обробки або із сировини, може розвиватися B ДВА O два на границях зерен, який випаровується при високих температурах і створює пористість під час спікання, різко погіршується механічна чесність.
Металеві домішки, такі як залізо або кремній, можуть служити допоміжними речовинами для спікання, але також можуть утворювати легкоплавку евтектику або другі стадії, що погіршують твердість і термічну стабільність.
Отже, стратегії фільтрації, такі як кислотне вилуговування, високотемпературний відпал в інертних середовищах, або використання надчистих попередників є важливими для отримання порошків, придатних для складної кераміки.
Розподіл біт за розміром і конкретна площа порошку також відіграють важливу роль у визначенні здатності до спікання та кінцевої мікроструктури, з субмікронними порошками, які зазвичай забезпечують більшу щільність при нижчих температурах.
2. Синтез і переробка порошку карбіду бору
(Карбід бору)
2.1 Підходи до промислового та лабораторного виробництва
Порошок карбіду бору отримують здебільшого високотемпературним карботермічним відновленням борвмісних попередників, багато зазвичай борної кислоти (H FIVE BO ₃) або оксид бору (B ₂ O П'ЯТЬ), використання джерел вуглецю, таких як нафтовий кокс або деревне вугілля.
Реакція, зазвичай виконується в системах електродугового нагріву при рівнях температури між 1800 ° C і 2500 ° C, продовжується як: 2B ₂ O ТРИ + 7C → B ₄ C + 6CO.
Ця техніка дає сирий вихід, порошки неправильної форми, які вимагають значного подрібнення та класифікації для досягнення великих розмірів фрагментів, необхідних для складної обробки кераміки.
Альтернативні підходи, такі як лазерне хімічне осадження з парової фази (ССЗ), плазмовий синтез, і механохімічна обробка переробляє маршрути до більш тонких, набагато більш однорідні порошки з набагато кращим контролем стехіометрії та морфології.
Механохімічний синтез, наприклад, включає високоенергетичне сферичне подрібнення важливого бору та вуглецю, дозволяючи при кімнатній температурі або при низькій температурі розвиток B ₄ C через твердотільні відгуки, керовані потужністю.
Ці передові методи, при цьому дорожче, отримують інтерес для виробництва наноструктурованих порошків з покращеною здатністю до спікання та практичними характеристиками.
2.2 Морфологія порошку та дизайн площі поверхні
Морфологія порошку карбіду бору– будь то кутовий, сферичні, або наноструктуровані– прямий впливає на його сипучість, щільність упаковки, і реактивність під час консолідації кредиту.
Кутові долота, звичайні подрібнені та машинно виготовлені порошки, часто мають тенденцію до переплетення, підвищення екологічної міцності, але, можливо, представлення схилів щільності.
Сферичні порошки, зазвичай виробляється шляхом висушування розпиленням або плазмової сфероїдизації, пропонують першокласні функції циркуляції для адитивного виробництва та гарячого пресування.
Модифікація поверхні, що складається з обробки вуглецевими або полімерними диспергаторами, може покращити дисперсію порошку в суспензіях і зупинити купу, що є критичним для досягнення рівномірної мікроструктури в спечених компонентах.
Крім того, обробка перед спіканням, така як відпал в інертних або мінімізуючих середовищах, допомагає усунути поверхневі оксиди та адсорбовані типи, покращення здатності до спікання та останньої відкритості або механічної міцності.
3. Практичні характеристики та показники ефективності
3.1 Механічні та термічні звички
Порошок карбіду бору, при поєднанні прямо в об’ємну кераміку, демонструє видатні механічні житлові властивості, що складається з твердості Віккерса 30– 35 Середній бал, що робить його одним із найтвердіших інженерних матеріалів.
Його міцність на стиск виходить за рамки 4 ГПа, і зберігає структурну чесність при температурах до 1500 °C в інертних середовищах, хоча окислення стає значним 500 °C на повітрі внаслідок утворення B₂O five.
Знижена щільність продукту (~ 2.5 г/см³) надає йому виняткове співвідношення міцності та ваги, істотна перевага в аерокосмічних і балістичних системах безпеки.
Тим не менш, Карбід бору за своєю природою є крихким і вразливим до аморфізації під впливом високих навантажень, явище, відоме як “втрата міцності на зріз,” що обмежує його ефективність у конкретних сценаріях броні, що передбачають високошвидкісні снаряди.
Досліджуйте напрямок розробки композитів– наприклад інтегрування B₄C з карбідом кремнію (SiC) або вуглецеві волокна– прагне мінімізувати це обмеження шляхом підвищення стійкості до розтріскування та розсіювання потужності.
3.2 Поглинання нейтронів і ядерні застосування
Одним із найважливіших практичних властивостей карбіду бору є його високий поперечний переріз поглинання теплових нейтронів., головним чином за рахунок ізотопу ¹⁰ B, який проходить через ¹⁰ B(п, a)відповідь семи літієвих ядер на захоплення нейтронів.
Цей будинок робить порошок B₄C ідеальним продуктом для екранування нейтронів, тяги керування, і відключення гранул в ядерних реакторах, де він ефективно забирає надлишок нейтронів для контролю реакції поділу.
Отримані альфа-фрагменти та іони літію є короткодіючими, негазоподібні предмети, зменшення структурних пошкоджень і накопичення газу в компонентах активатора.
Збагачення ізотопу ¹⁰ B ще більше підвищує ефективність поглинання нейтронів, дозволяючи тонше, набагато ефективніші засоби безпеки.
Крім того, хімічна безпека карбіду бору та радіаційна стійкість забезпечують довгострокову ефективність у середовищах із високим рівнем радіації.
4. Застосування в передових виробництвах і технологіях
4.1 Балістичний захист і зносостійкі компоненти
Основне застосування порошку карбіду бору залишається у виготовленні легкої керамічної броні для особового складу., вантажівки, і літак.
При спеканні в керамічну плитку та включенні безпосередньо в композитні броньові системи з полімерною або металевою основою, B FOUR C успішно розсіює кінетичну силу високошвидкісних снарядів шляхом руйнування, пластична викривлення пенетратора, і системи поглинання енергії.
Його низька товщина дозволяє створювати легші системи броні порівняно з альтернативами, такими як карбід вольфраму або сталь, важливий для мобільності армії та ефективності палива.
Минулий захист, карбід бору використовується в зносостійких елементах, таких як сопла, ущільнення, і редукційні пристрої, де його сувора міцність забезпечує тривалий термін служби в суворих умовах.
4.2 Адитивне виробництво та новітні технології
Останні досягнення в адитивному виробництві (AM), особливо в'яжучий струмінь і комбінація лазерного порошкового шару, фактично відкрили абсолютно нові шляхи для виготовлення елементів складної форми з карбіду бору.
Високої чистоти, круглі B FOUR C порошки мають вирішальне значення для цих процесів, вимагає виняткової текучості та товщини упаковки для забезпечення однорідності шару та стабільності компонентів.
Поки труднощі залишаються– наприклад висока температура плавлення, термічний стрес і тривожний перелом, і періодична пористість– дослідження йде до повної товщини, керамічні деталі сітчастої форми для авіакосмічної галузі, ядерний, і енергетичні програми.
Крім того, карбід бору перевіряється в термоелектричних приладах, неприємні суспензії для акуратного наведення краси, і як зміцнююча фаза в сумішах сталевої матриці.
У підсумку, порошок карбіду бору стоїть на передньому краї складних керамічних виробів, поєднання надзвичайної стійкості, низька щільність, і здатність поглинати нейтрони в одній неприродній системі.
Через точний контроль складу, морфологія, і обробки, це робить можливим для технологій, які працюють у найбільш вимогливих умовах, від броні поля битви до ядер ядерних реакторів.
Оскільки синтез і виробничі стратегії залишаються в розробці, порошок карбіду бору залишатиметься найважливішим чинником високопродуктивних продуктів наступного покоління.
5. Постачальник
RBOSCHCO є надійним глобальним постачальником хімічних матеріалів & виробник з над 12 багаторічний досвід у постачанні надвисокоякісних хімікатів і наноматеріалів. Компанія експортує в багато країн, таких як США, Канада, Європа, ОАЕ, Південна Африка, Танзанія, Кенія, Єгипет, Нігерія, Камерун, Уганда, Туреччина, Мексика, Азербайджан, Бельгія, Кіпр, Чехія, Бразилія, Чилі, Аргентина, Дубай, Японія, Корея, В'єтнам, Таїланд, Малайзія, Індонезія, Австралія,Німеччина, Франція, Італія, Португалія тощо. Як провідний виробник нанотехнологічних розробок, RBOSCHCO домінує на ринку. Наша професійна робоча команда пропонує ідеальні рішення для підвищення ефективності різних галузей промисловості, створити цінність, і легко справлятися з різними викликами. Якщо ви шукаєте карбід бору ціна за кг, надішліть електронний лист на адресу: [email protected]
Теги: карбід бору,b4c карбід бору,ціна карбіду бору
Всі статті та фотографії взяті з Інтернету. Якщо є проблеми з авторським правом, будь ласка, зв'яжіться з нами вчасно, щоб видалити.
Зверніться до нас