ቦሮን ካርቦይድ (B4C) ከቦሮን እና ከካርቦን የተዋቀረ ዘላቂ ሴራሚክ ነው። ቦሮን ካርቦይድ ከሚታወቁት በጣም ጠንከር ያሉ ንጥረ ነገሮች አንዱ ሲሆን ከቦሮን ናይትራይድ እና አልማዝ በኩቢክ በሶስተኛ ደረጃ ላይ ይገኛል። የታንክ ጋሻ፣ ጥይት መከላከያ ሸሚዝ፣ እና የሞተር ሳቢያ ዱቄቶችን ጨምሮ በተለያዩ ወሳኝ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውል የተዋሃደ ቁሳቁስ ነው። እንደ እውነቱ ከሆነ, ለተለያዩ የኢንዱስትሪ አፕሊኬሽኖች ተመራጭ ቁሳቁስ ነው. ይህ መጣጥፍ የቦሮን ካርቦይድን እና ጥቅሞቹን ማጠቃለያ ያቀርባል።

ቦሮን ካርቦይድ ምንድን ነው?

ቦሮን ካርቦይድ ኢኮሳህድራል ላይ የተመሰረቱ ቦሬዶች የተለመደ ክሪስታል መዋቅር ያለው ወሳኝ ኬሚካላዊ ውህድ ነው። ግቢው የተገኘው በ19ኛው ክፍለ ዘመን በብረት ቦራይድ ምላሽ ውጤት ነው። እስከ 1930ዎቹ ድረስ ኬሚካላዊ ፎርሙላ እንደነበረው አይታወቅም ነበር፣ የኬሚካል ውህደቱም B4C ተብሎ ይገመታል። የኤክስሬይ ክሪስታሎግራፊ የንጥረ ነገሩ የሚያሳየው ከሁለቱም የC-B-C ሰንሰለቶች እና B12 icosahedra የተሰራ በጣም የተወሳሰበ መዋቅር ነው።

ቦሮን ካርቦይድ ከመጠን በላይ ጥንካሬን (በMohs ሚዛን 9.5-9.75)፣ ionizing ጨረር ላይ መረጋጋት፣ የኬሚካላዊ ግብረመልሶችን መቋቋም እና እጅግ በጣም ጥሩ የኒውትሮን መከላከያ ባህሪያት አሉት። የቪከርስ ጥንካሬ፣ የመለጠጥ ሞጁሎች እና የቦሮን ካርቦይድ ስብራት ጥንካሬ ከአልማዝ ጋር ተመሳሳይ ናቸው።

በጠንካራ ጥንካሬው ምክንያት ቦሮን ካርቦይድ እንዲሁ "ጥቁር አልማዝ" ተብሎም ይጠራል። በተጨማሪም ሴሚኮንዳክሽን ንብረቶች እንዳለው ታይቷል፣ የሆፒ አይነት ትራንስፖርት የኤሌክትሮኒካዊ ባህሪያቱን ይቆጣጠራል። ፒ-አይነት ሴሚኮንዳክተር ነው. በጠንካራ ጥንካሬው ምክንያት, ለመልበስ መቋቋም የሚችል ቴክኒካል ሴራሚክ ቁሳቁስ ይቆጠራል, ይህም ሌሎች እጅግ በጣም ጠንካራ የሆኑ ንጥረ ነገሮችን ለማቀነባበር ተስማሚ ያደርገዋል. ከጥሩ ሜካኒካል ባህሪያቱ እና ዝቅተኛ ልዩ የስበት ኃይል በተጨማሪ ቀላል ክብደት ያላቸውን የጦር መሳሪያዎች ለመሥራት ተስማሚ ነው.

የቦሮን ካርቦይድ ሴራሚክስ ማምረት

የቦሮን ካርቦይድ ፓውደር ለገበያ የሚመረተው በመዋሃድ ነው (ይህም ቦርን አንሃይራይድ (B2O3) ከካርቦን ጋር መቀነስን ያካትታል) ወይም ማግኒዚዮተርሚክ ምላሽ (ይህም የካርቦን ጥቁር በሚኖርበት ጊዜ ቦር anhydride ከማግኒዚየም ጋር ምላሽ እንዲሰጥ ማድረግን ያካትታል)። በመጀመሪያው ምላሽ, ምርቱ በማቅለጫው መሃል ላይ ትልቅ የእንቁላል ቅርጽ ያለው እብጠት ይፈጥራል. ይህ የእንቁላል ቅርጽ ያለው ቁሳቁስ ይወጣ፣ ይደቅቃል፣ ከዚያም ወደ ትክክለኛው የእህል መጠን በመፍጨት ለመጨረሻ ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላል።

የማግኒዚዮተርሚክ ምላሽን በተመለከተ፣ ዝቅተኛ ጥራት ያለው ስቶይቺዮሜትሪክ ካርቦይድ በቀጥታ ይገኛል፣ ነገር ግን እስከ 2% ግራፋይት ጨምሮ ቆሻሻዎች አሉት። በጥንካሬ የተሳሰረ የኢንኦርጋኒክ ውህድ ስለሆነ ቦሮን ካርቦይድ ሙቀትን እና ግፊትን በአንድ ጊዜ ሳያስቀምጡ መገጣጠም ከባድ ነው። በዚህ ምክንያት ቦሮን ካርቦይድ ጥቅጥቅ ያሉ ቅርጾችን የሚሠራው በጥሩ ሁኔታ ንጹህ ዱቄቶችን (2 ሜትር) በከፍተኛ ሙቀት (2100-2200 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ) በቫኩም ወይም በከባቢ አየር ውስጥ በመጫን ነው።

ሌላው የቦሮን ካርቦይድን የማምረት ዘዴ ከፍተኛ ሙቀት (2300-2400 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ) ላይ ያለ ጫና መፍጠር ሲሆን ይህም ከቦሮን ካርቦይድ መቅለጥ ጋር ቅርብ ነው። በዚህ ሂደት ውስጥ ለድነት የሚፈለገውን የሙቀት መጠን ለመቀነስ ለማገዝ እንደ አልሙና፣ ክሬን፣ ኮ፣ ኒ እና መስታወት ያሉ የመጥመቂያ መርጃዎች በዱቄት ድብልቅ ውስጥ ይጨምራሉ።

የBoron Carbide ሴራሚክስ መተግበሪያዎች

Boron Carbide ብዙ የተለያዩ መተግበሪያዎች አሉት።

ቦሮን ካርቦይድ እንደ ማጠፊያ እና ጠለፋ ወኪል ጥቅም ላይ ይውላል።

በዱቄት መልክ ያለው ቦሮን ካርቦይድ በጣም ጠንካራ የሆኑ ቁሳቁሶችን በሚሰራበት ጊዜ ከፍተኛ መጠን ያለው የቁሳቁስ ማስወገጃ ያለው እንደ ማነቃቂያ እና ላፕቶፕ ወኪል ለመጠቀም በጣም ተስማሚ ነው።

ቦሮን ካርቦይድ የሴራሚክ ፍንዳታ አፍንጫዎችን ለማምረት ያገለግላል።

ቦር ካርቦይድ ለመልበስ እጅግ በጣም የሚቋቋም ነው፣ ይህም ሲንተር በሚሰራበት ጊዜ አፍንጫዎችን ለማፈንዳት ጥሩ ቁሳቁስ ያደርገዋል። እጅግ በጣም ጠንካራ ከሚሆኑ የፍንዳታ ወኪሎች ጋር ጥቅም ላይ ሲውል እንኳንእንደ ኮርዱም እና ሲሊኮን ካርቦይድ ያሉ የፍንዳታ ሃይል ተመሳሳይ ነው, አነስተኛ ርጅና አለ, እና አፍንጫዎቹ የበለጠ ረጅም ናቸው.

ቦሮን ካርቦይድ እንደ ባላስቲክ መከላከያ ቁሳቁስ ጥቅም ላይ ይውላል።

ቦሮን ካርቦይድ ከታጠቅ ብረት እና ከአሉሚኒየም ኦክሳይድ ጋር ተመጣጣኝ የሆነ የባለስቲክ ጥበቃን ይሰጣል ነገር ግን በጣም ዝቅተኛ ክብደት አለው። ዘመናዊ ወታደራዊ መሳሪያዎች ከዝቅተኛ ክብደት በተጨማሪ በከፍተኛ ጥንካሬ, የመጨመቂያ ጥንካሬ እና ከፍተኛ የመለጠጥ ሞጁሎች ተለይተው ይታወቃሉ. Boron Carbide ለዚህ መተግበሪያ ከሁሉም አማራጭ ቁሶች ይበልጣል።

ቦሮን ካርቦይድ እንደ ኒውትሮን መሳብ ያገለግላል.

በምህንድስና፣ በጣም አስፈላጊው የኒውትሮን መምጠጥ B10 ነው፣ በኑክሌር ሬአክተር ቁጥጥር ውስጥ እንደ ቦሮን ካርቦይድ ጥቅም ላይ ይውላል።

የቦሮን አቶሚክ መዋቅር ውጤታማ የኒውትሮን መሳብ ያደርገዋል። በተለይም፣ 10B isotope፣ ከተፈጥሮ ብዛቱ 20% አካባቢ የሚገኘው፣ ከፍተኛ የኒውክሌር መስቀለኛ ክፍል ያለው እና በዩራኒየም መፋቅ ምላሽ የሚፈጠረውን የሙቀት ኒውትሮን ይይዛል።

የኑክሌር ደረጃ Boron Carbide ዲስክ ለኒውትሮን ለመምጥ