באָראָן קאַרבידע סעראַמיקס: די הינטער-האַרד, לייטווייט מאַטעריאַל אין די פראָנטיער פון באַליסטיק שוץ און נעוטראָן אַבזאָרפּשאַן טעטשנאָלאָגיעס סעראַמיק שייַכעס

1. פונדאַמענטאַל כעמיע און קריסטאַלאָגראַפיק פּלאַן פון באָראָן קאַרבידע

1.1 מאָלעקולאַר זאַץ און סטראַקטשעראַל קאַמפּלעקסיטי

(באָראָן קאַרבידע סעראַמיק)

באָראָן קאַרבידע (ב פיר סי) שטייט ווי איינער פון די מערסט ינטריגינג און טעקנאַלאַדזשיקאַלי קריטיש סעראַמיק מאַטעריאַלס רעכט צו זיין יינציק קאָמבינאַציע פון ​​​​שטרענג פעסטקייַט, נידעריק גרעב, און יקסעפּשאַנאַל נעוטראָן אַבזאָרפּשאַן פיייקייַט.

כעמישער, עס איז אַ ניט-סטאָיטשיאָמעטריק מאַטעריע בפֿרט געמאכט פון באָראַן און טשאַד אַטאָמס, מיט אַ ידעאַליזעד פאָרמולע פון ​​B ₄ C, כאָטש זייַן פאַקטיש זאַץ קענען בייַטן פון B ₄ C צו B ₁₀. פינף סי, ריפלעקטינג אַ גרויס כאָומאַדזשיניאַטי פאַרשיידנקייַט גאַווערנד דורך די אָלטערנאַטיוו סיסטעמען אין זייַן קאָמפּלעקס קריסטאַל לאַטאַס.

די קריסטאַל פריימווערק פון באָראָן קאַרבידע קומט פון די רהאָמבאָהעדראַל סיסטעם (פּלאַץ מאַנשאַפֿט R3̄m), יידענאַפייד דורך אַ דריי-דימענשאַנאַל נעץ פון 12-אַטאָם יקאָסאַהעדראַ– זאַמלונגען פון באָראַן אַטאָמס– לינגקט דורך דירעקט C-B-C אָדער C-C קייטן צוזאמען די טריגאָנאַל אַקס.

די יקאָסאַהעדראַ, יעדער קאַנסיסטינג פון 11 באָראָן אַטאָמס און 1 טשאַד אַטאָם (ב ₁₁ סי), זענען קאָוואַלענטלי פֿאַרבונדן מיט רימאַרקאַבלי שטאַרק ב– ב, ב– ג, און סי– C קייטן, קאַנטריביוטינג צו זייַן ימפּרעסיוו מעטשאַניקאַל שטאַרקייַט און טערמאַל זיכערהייַט.

די וויזאַביליטי פון די פּאָליהעדראַל וניץ און ינטערסטיטיאַל קייטן ינטראַדוסיז אַרקאַטעקטשעראַל אַניסאָטראָפּיע און ינטרינסיק פּראָבלעמס, וואָס ווירקן ביידע מעטשאַניקאַל געוווינהייטן און דיגיטאַל האָמעס פון די פּראָדוקט.

ניט ענלעך גרינגער פּאָרצעלייַ אַזאַ ווי אַלומאַנאַ אָדער סיליציום קאַרבידע, באָראָן קאַרבידע ס אַטאָמישע אַרקאַטעקטשער אַלאַוז היפּש קאַנפיגיעריישאַנאַל בייגיקייַט, מאכן עס מעגלעך פֿאַר דעפעקט פאָרמירונג און אָפּצאָל סערקיאַליישאַן וואָס פּראַל אויף זייַן פאָרשטעלונג אונטער דרוק און דייַגעס און יריידייישאַן.

1.2 פיזיש און עלעקטראָניש רעזידאַנץ אַקערז פון אַטאָמישע בונדינג

די קאָוואַלענט באַנדינג נעץ אין באָראָן קאַרבידע פירט צו איינער פון די העכסטן מעגלעך דערקענט כאַרדנאַס ווערט צווישן סינטעטיש מאַטעריאַלס– רגע בלויז צו רובין און קוביק באָראָן ניטריד– טיפּיקלי ריינדזשינג פון 30 צו 38 גראַד פונט דורכשניטלעך אויף די וויקקערס פעסטקייַט קייט.

זייַן גרעב איז גאָר רידוסט (~ 2.52 ג / סענטימעטער זעקס), מאכן עס אַרום 30% לייטער ווי אַלומאַנאַ און קימאַט 70% לייטער ווי שטאָל, אַ קריטיש מייַלע אין וואָג-שפּירעוודיק אַפּלאַקיישאַנז אַזאַ ווי יחיד שילד און אַעראָספּאַסע טיילן.

באָראָן קאַרבידע יגזיבאַץ בוילעט כעמישער ינערטנאַס, וויטסטאַנד שלאָגן דורך אַ פּלאַץ פון אַסאַדז און אַנטאַסאַדז אין פּלאַץ טעמפּעראַטור מדרגה, כאָטש עס קענען אַקסאַדייז איבער 450 ° C אין לופט, קריייטינג באָריק אַקסייד (ב ₂ אָ זעקס) און קאָ2, וואָס קען קאָמפּראָמיס סטראַקטשעראַל ערלעכקייט אין הויך-טעמפּעראַטור אָקסידאַטיווע סעטטינגס.

עס האט אַ ברייט באַנדגאַפּ (~ 2.1 eV), קאַטאַגערייזינג עס ווי אַ סעמיקאַנדאַקטער מיט פּאָטענציעל אַפּלאַקיישאַנז אין הויך-טעמפּעראַטור עלעקטראָניק און ראַדיאַציע דעטעקטאָרס.

דערצו, זייַן הויך סעעבעקק קאָואַפישאַנט און רידוסט טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי מאַכן עס אַ קאַנדידאַט פֿאַר טערמאָועלעקטריק ענערגיע קאַנווערזשאַן, ספּעציעל אין שטרענג ינווייראַנמאַנץ ווו טראדיציאנעלן מאַטעריאַלס פאַרלאָזן.

(באָראָן קאַרבידע סעראַמיק)

דער פּראָדוקט אַדישנאַלי ווייזט פענאָמענאַל נעוטראָן אַבזאָרפּשאַן רעכט צו דער הויך נעוטראָן כאַפּן קרייַז-אָפּטיילונג פון די ¹⁰ ב יסאָטאָפּע (וועגן 3837 באַרס פֿאַר טערמאַל נעוטראָן), רענדערינג עס יקערדיק אין יאָדער רעאַקטאָר קאָנטראָל ראַדז, באַשיצן, און ינוועסטאַד גאַז סטאָרידזש פּלאַץ סיסטעמען.

2. סינטעז, האַנדלינג, און מניעות אין דענסיפיקאַטיאָן

2.1 ינדוסטריאַל פּראָדוקציע און פּאַודער קאַנסטראַקשאַן מעטהאָדס

באָראָן קאַרבידע איז לאַרגעלי באשאפן מיט הויך-טעמפּעראַטור קאַרבאָטהערמאַל פאַרקלענערן פון באָריק זויער (H ₃ BO ₃) אָדער באָראָן אַקסייד (ב ₂ פון פינף) מיט טשאַד רעסורסן אַזאַ ווי נאַפט קאָקס אָדער האָלצקוילן אין עלעקטריקאַל קרייַזבויגן כיטערז פליסנדיק איבער 2000 ° סי.

דער ענטפער האלט ווי: 2ב צוויי אָ צוויי + 7C → ב פיר C + 6CO, דזשענערייטינג פּראָסט, ווינקלדיק פּאַודערז וואָס דאַרפֿן היפּש מילינג צו דערגרייכן סאַבמיקראָן פראַגמאַנץ פּאַסיק פֿאַר סעראַמיק האַנדלינג.

אַלטערנאַטיווע סינטעז רוץ אַרייַננעמען זיך-פּראַפּאַגייטינג הויך-טעמפּעראַטור סינטעז (ש.ס), לאַזער-ינדוסט כעמישער פארע דעפּאַזישאַן (CVD), און פּלאַזמע-אַססיסטעד טעקניקס, וואָס נוצן בעסער קאָנטראָל איבער סטאָיטשיאָמעטרי און פראַגמענט מאָרפאָלאָגי, אָבער זענען ווייניקער סקאַלאַבלע פֿאַר ינדאַסטריאַל באַניץ.

רעכט צו זייַן שטרענג סאָלידיטי, גרינדינג באָראַן קאַרבידע אין גרויס פּאַודערז איז ענערגיע-אינטענסיווע און שפּירעוודיק צו קאַנטאַמאַניישאַן פון גראַטינג מידיאַ, פאדערן ניצן באָראָן קאַרבידע-ליינד מיללס אָדער פּאָלימעריק גרינדינג אַידס צו טייַנען ריינקייַט.

די ריזאַלטינג פּאַודערז זאָל זיין קערפאַלי יידענאַפייד און דעאַגגלאַמערייטיד צו גאַראַנטירן מונדיר פּאַקינג און פאַרלאָזלעך סינטערינג.

2.2 סינטערינג לימיטיישאַנז און אַוואַנסירטע קאָמבינאַציע אַפּראָוטשיז

א באַטייטיק שוועריקייט אין באָראַן קאַרבידע סעראַמיק קאַנסטראַקשאַן איז זייַן קאָוואַלענט באַנדינג נאַטור און נידעריק זיך-דיפיוזשאַן קאָואַפישאַנט., וואָס סאַווירלי באַגרענעצן געדיכטקייַט בעשאַס נאָרמאַל פּרעשערלאַס סינטערינג.

אויך ביי טעמפּעראַטורעס דערנענטערן זיך 2200 ° סי, פּרעשערלאַס סינטערינג בכלל טראגט פּאָרצעלייַס מיט 80– 90% פון אַקאַדעמיק גרעב, געלאזן ריזידזשואַל פּאָראָסיטי אַז דיגרייד מעטשאַניקאַל סטאַמאַנאַ און באַליסטיק פאָרשטעלונג.

צו קאַנגקער דעם, פּראָגרעסיד דענסינג טעקניקס אַזאַ ווי הייס פּושינג (HP) און הייס יסאָסטאַטיק פּושינג (לענד) זענען יוטאַלייזד.

הייס פּושינג אַפּלייז יונאַאַקסיאַל דרוק (געוויינטלעך 30– 50 מפּאַ) אין טעמפּעראַטורעס אין צווישן 2100 ° C און 2300 ° סי, פּראַמאָוטינג פראַגמענט ריעריינדזשמאַנט און פּלאַסטיק דיפאָרמיישאַן, אַלאַוינג גרעב יקסידינג 95%.

היפּ אפילו מער ימפּרוווז געדיכטקייַט דורך אַפּלייינג יסאָסטאַטיק גאַז דרוק (100– 200 מפּאַ) נאָך ענקאַפּסולאַטיאָן, ילימאַנייטינג פארמאכט פּאָרעס און דערגרייכן כּמעט פול געדיכטקייַט מיט ימפּרוווד פּלאַצן טאַפנאַס.

אַדאַטיווז אַזאַ ווי טשאַד, סיליציום, אָדער יבעררוק מעטאַל באָרידעס (ע.ג., TiB TWO, קרב צוויי) זענען מאל באַקענענ אין קליין אַמאַונץ צו בוסט סינטעראַביליטי און שטערן קערל גראָוט, כאָטש זיי קען אַ ביסל מינאַמייז סאָלידיטי אָדער נעוטראָן אַבזאָרפּשאַן עפעקטיווקייַט.

טראָץ די ברייקטרוז, שוואַכקייַט פון קערל גרענעץ און ינטרינסיק בריטטלענאַס פאָרזעצן צו זיין רילענטלאַס טשאַלאַנדזשיז, ספּעציעל אונטער וויבראַנט לאָודינג טנאָים.

3. מעטשאַניקאַל אַקשאַנז און פאָרשטעלונג אונטער עקסטרעם לאָודינג טנאָים

3.1 באַליסטיק קעגנשטעל און דורכפאַל סיסטעמען

באָראָן קאַרבידע איז וויידלי אנערקענט ווי אַ פּרעמיער מאַטעריאַל פֿאַר לייטווייט באַליסטיק שוץ אין גוף פאנצער, מאַשין פּלייטינג, און אַעראָפּלאַן שילדינג.

זיין הויך פעסטקייַט ינייבאַלז עס צו רעכט פאַרערגערן און וואָרפּ ינקאַמינג פּראַדזשעקטאַלז אַזאַ ווי פאנצער-דורכנעמיק בולאַץ און ברעקלעך, דיסאַפּייטינג קינעטיק מאַכט דורך סיסטעמען קאַנסיסטינג פון פּלאַצן, מיקראָקראַקקינג, און היגע בינע טוישן.

דאך, באָראָן קאַרבידע דיספּלייז אַ דערשיינונג גערופן “אַמאָרפיזאַטיאָן אונטער קלאַפּ,” ווו, אונטער הויך-גיכקייַט פּראַל (יוזשאַוואַלי > 1.8 קילאמעטער/ס), די קריסטאַליין סטרוקטור ברייקס אַראָפּ רעכט אין אַ דיסאָרדערד, אַמאָרפאַס פאַסע וואָס טוט נישט האָבן מאַסע-שייַכעס קאַפּאַציטעט, ריזאַלטינג אין טראַגיש פיילינג.

דעם דרוק-ינדוסט אַמאָרפיזאַטיאָן, באמערקט דורך ינ-סיטו X-Ray דיפראַקשאַן און TEM שטודיום, איז אַטריביאַטאַד צו די ברייקדאַון פון יקאָסאַהעדראַל סיסטעמען און C-B-C קייטן אונטער עקסטרעם שערן דרוק.

השתדלות צו פאַרמינערן דעם באשטייט פון קערל פֿאַרבעסערונג, קאָמפּאָסיטע נוסח (ע.ג., ב פיר סי-סיק), און ייבערפלאַך געגנט קאַווערינג מיט פּליאַבלע סטעעלס צו פאַרהאַלטן בראָך פּראָוליפעריישאַן און האָבן פראַגמאַנטיישאַן.

3.2 טראָגן קעגנשטעל און ינדאַסטרי אַפּפּליקאַטיאָנס

פאַרגאַנגענהייט פאַרטיידיקונג, באָראָן קאַרבידע ס אַברייזשאַן קעגנשטעל מאכט עס ידעאַל פֿאַר געשעפט אַפּלאַקיישאַנז אַרייַנגערעכנט שטרענג טראָגן, אַזאַ ווי סאַנדבלאַסטינג נאַזאַלז, וואַסער דזשעט קאַטינג עצות, און גרינדינג מידיאַ.

זייַן סאָלידיטי איז באטייטיק העכער ווי די פון טאַנגסטאַן קאַרבידע און אַלומינאַ, לידינג צו פּראַלאָנגד לעבן שפּאַן און מינאַמייזד וישאַלט קאָס אין הויך-דורך מאַנופאַקטורינג אַטמאָספערעס.

עלעמענטן געמאכט פון באָראָן קאַרבידע קענען אַרבעטן אונטער הויך-דרוק אַברייסיוו פלאָוז אָן שנעל צעשטערונג, כאָטש זאָרג מוזן זיין פארלאנגט צו פאַרמייַדן טערמאַל קלאַפּ און טענסאַל סטרעסאַז בעשאַס פּראָצעדור.

זייַן נוצן אין יאָדער סעטטינגס אַדישנאַלי ריטשאַז טראָגן-קעגנשטעליק קאַמפּאָונאַנץ אין גאַז האַנדלינג סיסטעמען, ווו מעטשאַניקאַל סטאָרדנאַס און נעוטראָן אַבזאָרפּשאַן זענען ביידע פארלאנגט.

4. סטראַטעגיק אַפּפּליקאַטיאָנס אין יאָדער, אַעראָספּאַסע, און ימערדזשינג טעטשנאָלאָגיעס

4.1 נעוטראָן אַבזאָרפּשאַן און ראַדיאַציע שילדינג סאַלושאַנז

צווישן איינער פון די מערסט וויכטיק ניט-מיליטעריש אַפּלאַקיישאַנז פון באָראָן קאַרבידע בלייבט אין אַטאָמישע ענערגיע, ווו עס דינט ווי אַ נעוטראָן-אַבזאָרבינג פּראָדוקט אין קאָנטראָל פּויליש, קלאָוזשער פּעלאַץ, און ראַדיאַציע שילדינג סטראַקטשערז.

רעכט צו דער הויך עשירות פון די ¹⁰ ב יסאָטאָפּע (נאָרמאַלי ~ 20%, אָבער קענען זיין ענריטשט צו> 90%), באָראָן קאַרבידע קאַטשאַז יפישאַנטלי טערמאַל נעוטראָן דורך די ¹⁰ ב(n, א)זיבן לי ענטפער, קריייטינג אַלף פראַגמאַנץ און ליטהיום ייאַנז וואָס זענען לייכט קאַנטיינד אין דעם פּראָדוקט.

דער אָפּרוף איז ניט-ראַדיאָאַקטיוו און דזשענערייץ זייער קליין לאַנג-געלעבט בייפּראָדוקטן, מאכן באָראָן קאַרבידע פיל סאַפער און פיל מער סטאַביל ווי אַלטערנאַטיוועס ווי קאַדמיום אָדער האַפניום.

עס איז געניצט אין פּרעשערייזד וואַסער אַקטיוואַטאָרס (PWRs), בוילינג וואַסער רעאַקטאָרס (BWRs), און פאָרשונג אַקטיווייטערז, טיפּיקאַללי אין די פאָרעם פון סינטערד פּעלאַץ, אנגעטאן טובז, אָדער קאָמפּאָסיטע פּאַנאַלז.

זייַן פעסטקייַט אונטער נעוטראָן יריידייישאַן און פיייקייט צו טייַנען פיסיאָן פּראָדוקטן פֿאַרבעסערן אַקטיוואַטאָר זיכערקייַט און זיכערהייט און אַפּעריישאַנאַל לאַנג לעבן.

4.2 אַעראָספּאַסע, טערמאָועלעקטריקס, און צוקונפֿט מאַטעריאַל פראָנטיער

אין אַעראָספּאַסע, באָראָן קאַרבידע איז דיסקאַווערד פֿאַר נוצן אין כייפּערסאַניק מאַשין לידינג זייטן, ווו זייַן הויך מעלטינג פאַקטאָר (~ 2450 ° סי), רידוסט גרעב, און טערמאַל קלאַפּ קעגנשטעל פאָרשלאָגן אַדוואַנטידזשיז איבער מעטאַל אַלויז.

זיין פּאָטענציעל אין טערמאָועלעקטריק גאַדזשאַץ קומט פון זיין הויך סעעבעקק קאָואַפישאַנט און רידוסט טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי, ענייבאַלינג דירעקט קאַנווערזשאַן פון וויסט וואַרעמקייַט אין עלעקטריקאַל ענערגיע אין שטרענג אַטמאָספערעס אַזאַ ווי טיף-פּלאַץ פּראָבעס אָדער יאָדער-Powered סיסטעמען.

לערנען איז אויך אַנדערוויי צו פאַרלייגן באָראָן קאַרבידע-באזירט קאַמפּאַזאַץ מיט טשאַד נאַנאָטובעס אָדער גראַפענע צו פאַרבעסערן טאַפנאַס און עלעקטריקאַל קאַנדאַקטיוואַטי פֿאַר מולטיפונקטיאָנאַל אַרקאַטעקטשעראַל עלעקטראָניק.

דערצו, זייַן סעמיקאַנדאַקטער בנינים זענען לעווערידזשד אין ראַדיאַציע-פאַרגליווערט סענסינג וניץ און דעטעקטאָרס פֿאַר שטח און יאָדער אַפּלאַקיישאַנז.

אין רעקאָמענדאַציע, באָראָן קאַרבידע פּאָרצעלייַס שטיין פֿאַר אַ יסוד מאַטעריאַל אין די קנופּ פון עקסטרעם מעטשאַניקאַל עפעקטיווקייַט, יאָדער פּלאַן, און פּראָגרעסיד פּראָדוקציע.

זייַן איין-פון-אַ-מין מישן פון הינטער-הויך סאָלידיטי, רידוסט גרעב, און נעוטראָן אַבזאָרפּשאַן פיייקייַט מאכט עס יראַפּלייסאַבאַל אין פאַרטיידיקונג און יאָדער מאָדערן טעקנאַלאַדזשיז, בשעת קעסיידערדיק פאָרשונג לערנען בלייבט צו בראָדאַן זייַן ענערגיע רעכט אין אַעראָספּאַסע, ענערגיע קאַנווערזשאַן, און ווייַטער-דור קאַמפּאַונדז.

ווי ראַפינירט סטראַטעגיעס בוסט און נייַ קאָמפּאָסיטע דיזיינז אַרויסקומען, באָראָן קאַרבידע וועט זיכער בלייַבן אין די לידינג ברעג פון מאַטעריאַלס כידעש פֿאַר די מערסט ריקוויירינג טעקנאַלאַדזשיקאַל מניעות.

5. דיסטריביאַטער

אַוואַנסירטע סעראַמיקס געגרינדעט אויף אקטאבער 17, 2012, איז אַ הויך-טעק פאַרנעמונג באגאנגען צו דער פאָרשונג און אַנטוויקלונג, פּראָדוקציע, פּראַסעסינג, סאַלעס און טעכניש באַדינונגס פון סעראַמיק קאָרעוו מאַטעריאַלס און פּראָדוקטן. אונדזער פּראָדוקטן ינקלודז אָבער ניט לימיטעד צו באָראָן קאַרבידע סעראַמיק פּראָדוקטן, באָראָן ניטריד סעראַמיק פּראָדוקטן, סיליציום קאַרבידע סעראַמיק פּראָדוקטן, סיליציום ניטריד סעראַמיק פּראָדוקטן, סעראַמיק פּראָדוקטן פון זירקאָניום דייאַקסייד, אאז"ו ו. אויב איר זענט אינטערעסירט, ביטע פילן פריי צו קאָנטאַקט אונדז.([email protected])
טאַגס: באָראָן קאַרבידע, באָראָן סעראַמיק, באָראָן קאַרבידע סעראַמיק

אַלע אַרטיקלען און בילדער זענען פֿון דער אינטערנעץ. אויב עס זענען קיין קאַפּירייט ישוז, ביטע קאָנטאַקט אונדז אין צייט צו ויסמעקן.

אָנפרעג אונדז