1. Thành phần hóa học và đặc điểm cấu trúc của bột cacbua Boron
1.1 Phép cân bằng hóa học B ₄ C và kiến trúc nguyên tử
(cacbua boron)
cacbua boron (B ₄ C) bột là vật liệu gốm không oxit bao gồm chủ yếu là các nguyên tử boron và carbon, với công thức cân bằng hóa học hoàn hảo B BỐN C, mặc dù nó thể hiện phạm vi dung sai thành phần lớn từ khoảng B BỐN C đến B ₁₀. ₅ C.
Cấu trúc tinh thể của nó xuất phát từ hệ thống hình thoi, được xác định bởi mạng lưới 2 mặt 2 nguyên tử– mỗi bao gồm 11 nguyên tử boron và 1 nguyên tử cacbon– liên kết bằng đường thẳng B– C hoặc C– B– C chuỗi ba nguyên tử thẳng dọc theo [111] phương hướng.
Sự sắp xếp khác biệt của các chuỗi liên kết cộng hóa trị và các chuỗi liên kết mang lại độ rắn chắc và ổn định nhiệt vượt trội, làm cho boron cacbua trở thành một trong những sản phẩm khó được biết đến nhất, chỉ bị vượt qua bởi khối boron nitrit và kim cương.
Sự hiện diện của các vấn đề kiến trúc, chẳng hạn như sự thiếu hụt cacbon trong chuỗi thẳng hoặc tình trạng thay thế trong khối hai mươi mặt, ảnh hưởng đáng kể đến cơ học, điện tử, và nhà hấp thụ neutron, yêu cầu kiểm soát cụ thể trong quá trình tổng hợp bột.
Những đặc điểm cấp độ nguyên tử này cũng làm tăng thêm mật độ thấp của nó (~ 2.52 g/cm BỐN), điều này rất cần thiết cho các ứng dụng lá chắn nhẹ trong đó tỷ lệ cường độ trên trọng lượng là tối quan trọng.
1.2 Giai đoạn Độ tinh khiết và Kết quả Ô nhiễm
Các ứng dụng hiệu suất cao đòi hỏi bột cacbua boron có độ tinh khiết ở mức cao và ô nhiễm cận biên từ oxy, ô nhiễm kim loại, hoặc các pha thứ hai như boron suboxit (B HAI O ₂) hoặc carbon miễn phí.
Tạp chất oxy, thường được trình bày trong suốt quá trình xử lý hoặc từ nguyên liệu thô, có thể phát triển B HAI O hai ở ranh giới hạt, bay hơi ở nhiệt độ cao và tạo độ xốp trong quá trình thiêu kết, sự trung thực máy móc đang suy giảm nghiêm trọng.
Các tạp chất kim loại như sắt hoặc silicon có thể đóng vai trò là chất hỗ trợ thiêu kết nhưng cũng có thể tạo thành các eutectic có độ nóng chảy thấp hoặc giai đoạn thứ hai làm ảnh hưởng đến độ cứng và độ ổn định nhiệt..
Do đó, chiến lược lọc như lọc axit, ủ nhiệt độ cao trong môi trường trơ, hoặc sử dụng tiền chất siêu tinh khiết là điều cần thiết để tạo ra loại bột phù hợp cho gốm sứ tinh xảo.
Sự phân bố kích thước bit và diện tích cụ thể của bột cũng đóng vai trò thiết yếu trong việc tìm ra khả năng thiêu kết và cấu trúc vi mô cuối cùng, với bột siêu nhỏ thường cho phép cô đặc hơn ở mức nhiệt độ thấp hơn.
2. Tổng hợp và chế biến bột cacbua Boron
(cacbua boron)
2.1 Phương pháp sản xuất quy mô công nghiệp và phòng thí nghiệm
Bột cacbua boron chủ yếu được sản xuất bằng cách khử nhiệt độ cao của các chất tiền thân có chứa boron, rất nhiều axit boric thông thường (H NĂM BO ₃) hoặc oxit boron (B ₂ O NĂM), tận dụng các nguồn carbon như than cốc hoặc than củi.
phản ứng, thường được thực hiện trong các hệ thống sưởi hồ quang điện ở mức nhiệt độ giữa 1800 ° C và 2500 ° C, tiếp tục như: 2B ₂ O BA + 7C → B ₄ C + 6CO.
Kỹ thuật này mang lại kết quả thô, bột có hình dạng không đều đòi hỏi phải nghiền và phân loại đáng kể để đạt được kích thước mảnh lớn cần thiết cho việc xử lý gốm phức tạp.
Các phương pháp thay thế như lắng đọng hơi hóa học do tia laser gây ra (CVD), tổng hợp hỗ trợ plasma, và các lộ trình xử lý cơ học hóa học để tốt hơn, nhiều loại bột đồng nhất hơn với khả năng kiểm soát tốt hơn về cân bằng hóa học và hình thái học.
Tổng hợp cơ hóa, ví dụ, đòi hỏi quá trình nghiền hình cầu năng lượng cao của boron và carbon quan trọng, cho phép phát triển B ₄ C ở nhiệt độ phòng hoặc nhiệt độ thấp thông qua các phản ứng ở trạng thái rắn được điều khiển bởi năng lượng.
Những phương pháp tiên tiến này, trong khi đắt hơn, đang nhận được sự quan tâm để sản xuất bột có cấu trúc nano với khả năng thiêu kết nâng cao và hiệu suất thực tế.
2.2 Hình thái bột và thiết kế diện tích bề mặt
Hình thái của bột boron cacbua– dù góc cạnh, hình cầu, hoặc cấu trúc nano– thẳng ảnh hưởng đến khả năng chảy của nó, mật độ đóng gói, và phản ứng trong suốt quá trình hợp nhất khoản vay.
Bit góc, thông thường của bột nghiền và bột làm bằng máy, thường có xu hướng xen kẽ, tăng cường sức mạnh thân thiện với môi trường nhưng có thể tạo ra độ dốc mật độ.
Bột hình cầu, thường được sản xuất thông qua sấy phun hoặc tạo hình cầu trong huyết tương, cung cấp các tính năng tuần hoàn cao cấp cho các ứng dụng sản xuất bồi đắp và ép nóng.
Sửa đổi bề mặt, bao gồm việc hoàn thiện bằng chất phân tán cacbon hoặc polyme, có thể tăng cường sự phân tán bột trong bùn và ngăn chặn đống, điều này rất quan trọng để đạt được cấu trúc vi mô đồng nhất trong các thành phần thiêu kết.
Hơn nữa, các phương pháp xử lý trước khi thiêu kết như ủ trong môi trường trơ hoặc giảm thiểu giúp loại bỏ các oxit bề mặt và các loại hấp phụ, cải thiện khả năng thiêu kết và độ mở cuối cùng hoặc độ bền cơ học.
3. Đặc điểm thực tế và số liệu hiệu suất
3.1 Thói quen cơ và nhiệt
Bột cacbua boron, khi kết hợp ngay vào gốm sứ số lượng lớn, trưng bày các đặc tính dân cư cơ khí nổi bật, bao gồm độ cứng Vickers là 30– 35 Điểm trung bình, làm cho nó trở thành một trong những vật liệu kỹ thuật cứng nhất được cung cấp.
Cường độ nén của nó vượt xa 4 GPa, và nó giữ được tính trung thực về cấu trúc ở nhiệt độ lên tới 1500 ° C trong môi trường trơ, mặc dù quá trình oxy hóa trở nên đáng kể hơn 500 ° C trong không khí do sự hình thành B ₂ O 5.
Mật độ sản phẩm giảm (~ 2.5 g/cm³) mang lại cho nó một tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng vượt trội, một lợi thế thiết yếu trong hệ thống an ninh hàng không vũ trụ và đạn đạo.
Tuy nhiên, cacbua boron vốn đã giòn và dễ bị biến dạng dưới tác động của áp suất cao, một hiện tượng được gọi là “mất sức mạnh cắt,” hạn chế tính hiệu quả của nó trong các tình huống áo giáp cụ thể đòi hỏi đạn tốc độ cao.
Nghiên cứu ngay về phát triển composite– chẳng hạn như tích phân B ₄ C với cacbua silic (SiC) hoặc sợi carbon– nhằm mục đích giảm thiểu hạn chế này bằng cách tăng cường độ bền vết nứt và khả năng tiêu tán năng lượng.
3.2 Sự hấp thụ neutron và ứng dụng hạt nhân
Một trong những thuộc tính thực tế quan trọng nhất của boron cacbua là tiết diện hấp thụ neutron nhiệt cao của nó., chủ yếu là do đồng vị ¹⁰ B, đi qua ¹⁰ B(N, Một)phản ứng hạt nhân bảy Li khi bắt neutron.
Ngôi nhà này biến bột B ₄ C trở thành sản phẩm hoàn hảo để che chắn neutron, thanh điều khiển, và tắt các viên đạn trong lò phản ứng hạt nhân, nơi nó sử dụng hiệu quả lượng neutron dư thừa để kiểm soát phản ứng phân hạch.
Các mảnh alpha và ion lithium thu được có phạm vi hoạt động ngắn, vật phẩm không phải khí, giảm thiệt hại về cấu trúc và tích tụ khí trong các bộ phận kích hoạt.
Việc làm giàu đồng vị ¹⁰ B thậm chí còn nâng cao hơn nữa hiệu suất hấp thụ neutron, cho phép mỏng hơn, sản phẩm bảo mật hiệu quả hơn nhiều.
Ngoài ra, Tính an toàn hóa học và khả năng chống bức xạ của boron cacbua đảm bảo hiệu quả lâu dài trong môi trường bức xạ cao.
4. Ứng dụng trong sản xuất và công nghệ tiên tiến
4.1 Các thành phần bảo vệ đạn đạo và chống mài mòn
Ứng dụng chính của bột cacbua boron vẫn là sản xuất áo giáp gốm nhẹ cho nhân sự, xe tải, và máy bay.
Khi thiêu kết vào gạch men và được tích hợp ngay vào hệ thống áo giáp composite có lớp nền bằng polymer hoặc kim loại, B BỐN C tiêu tán thành công động năng của đạn tốc độ cao thông qua vết nứt, độ cong dẻo của vật xuyên, và hệ thống hấp thụ năng lượng.
Độ dày thấp của nó cho phép hệ thống áo giáp nhẹ hơn so với các lựa chọn thay thế như cacbua vonfram hoặc thép, quan trọng đối với khả năng cơ động của quân đội và hiệu quả sử dụng nhiên liệu.
Bảo vệ quá khứ, cacbua boron được sử dụng trong các bộ phận chịu mài mòn như vòi phun, con dấu, và thiết bị giảm, nơi mà độ cứng chắc chắn của nó giúp kéo dài tuổi thọ nhất định trong môi trường khắc nghiệt.
4.2 Sản xuất phụ gia và công nghệ phát sinh
Những tiến bộ gần đây trong sản xuất bồi đắp (LÀ), đặc biệt là kết hợp phun chất kết dính và giường bột laser, đã thực sự mở ra những con đường hoàn toàn mới để chế tạo các nguyên tố boron cacbua có hình dạng phức tạp.
Độ tinh khiết cao, Bột round B FOUR C rất quan trọng cho các quá trình này, yêu cầu khả năng chảy đặc biệt và độ dày đóng gói để đảm bảo tính đồng nhất của lớp và độ ổn định của thành phần.
Trong khi khó khăn vẫn còn đó– chẳng hạn như điểm nóng chảy cao, căng thẳng nhiệt và gãy xương lo lắng, và độ xốp định kỳ– nghiên cứu đang tiến tới hoàn toàn dày đặc, bộ phận gốm hình lưới cho hàng không vũ trụ, hạt nhân, và ứng dụng năng lượng.
Hơn nữa, cacbua boron đang được thử nghiệm trong các thiết bị nhiệt điện, chất bùn khó chịu để tạo độ chính xác, và như một giai đoạn tăng cường trong các hợp chất ma trận thép.
Tóm tắt lại, Bột boron cacbua đứng đầu trong các sản phẩm gốm sứ tinh xảo, kết hợp độ cứng cực cao, mật độ thấp, và khả năng hấp thụ neutron trong một hệ thống phi tự nhiên.
Thông qua kiểm soát chính xác thành phần, hình thái học, và xử lý, nó giúp các công nghệ có thể hoạt động trong những môi trường đòi hỏi khắt khe nhất, từ áo giáp chiến trường đến lõi lò phản ứng hạt nhân.
Khi các chiến lược tổng hợp và sản xuất vẫn tiếp tục phát triển, Bột boron cacbua sẽ vẫn là yếu tố quan trọng tạo nên các sản phẩm hiệu suất cao thế hệ tiếp theo.
5. nhà cung cấp
RBOSCHCO là nhà cung cấp nguyên liệu hóa học đáng tin cậy trên toàn cầu & nhà sản xuất có hơn 12 năm kinh nghiệm cung cấp hóa chất và vật liệu nano siêu chất lượng cao. Công ty xuất khẩu đi nhiều nước, chẳng hạn như Hoa Kỳ, Canada, Châu Âu, Các tiểu vương quốc Ả Rập thống nhất, Nam Phi, Tanzania, Kenya, Ai Cập, Nigeria, Ca-mơ-run, Uganda, Thổ Nhĩ Kỳ, México, Azerbaijan, nước Bỉ, Síp, Cộng hòa Séc, Brazil, Chilê, Argentina, Dubai, Nhật Bản, Hàn Quốc, Việt Nam, Thái Lan, Malaysia, Indonesia, Úc,nước Đức, Pháp, Ý, Bồ Đào Nha v.v.. Là nhà sản xuất phát triển công nghệ nano hàng đầu, RBOSCHCO thống lĩnh thị trường. Đội ngũ làm việc chuyên nghiệp của chúng tôi cung cấp các giải pháp hoàn hảo giúp nâng cao hiệu quả của các ngành công nghiệp khác nhau, tạo ra giá trị, và dễ dàng đương đầu với nhiều thử thách khác nhau. Nếu bạn đang tìm kiếm giá cacbua boron mỗi kg, vui lòng gửi email đến: [email protected]
Thẻ: cacbua boron,b4c cacbua boron,giá cacbua boron
Tất cả các bài viết và hình ảnh được lấy từ Internet. Nếu có vấn đề gì về bản quyền, vui lòng liên hệ với chúng tôi kịp thời để xóa.
Hỏi chúng tôi