Bora Karbido (B4C) estas daŭrema ceramikaĵo kunmetita de Boro kaj karbono. Bora Karbido estas unu el la plej malmolaj substancoj konataj, trie post kuba Bornitruro kaj diamanto. Ĝi estas kovalenta materialo utiligita en gamo da decidaj aplikoj, inkluzive de tankkiraso, kuglorezistaj veŝtoj, kaj motoraj sabotaj pulvoroj. Fakte, ĝi estas la preferata materialo por diversaj industriaj aplikoj. Ĉi tiu artikolo provizas resumon de Boro-Karbido kaj ĝiaj avantaĝoj.
Kio precize estas Bora Karbido?
Bora Karbido estas decida kemia kunmetaĵo kun kristala strukturo karakteriza por dudekedraj boridoj. La kunmetaĵo estis malkovrita en la deknaŭa jarcento kiel kromprodukto de metalboridreagoj. Ĝi ne estis konata havi kemian formulon ĝis la 1930-aj jaroj, kiam ĝia kemia kunmetaĵo estis taksita esti B4C. La Rentgenfota kristalografio de la substanco montras ke ĝi havas tre komplikan strukturon konsistantan el kaj C-B-C-ĉenoj kaj B12-ikozaedroj.
Boro-karbido posedas ekstreman malmolecon (9.5-9.75 sur la Mohs-skalo), stabilecon kontraŭ joniga radiado, reziston al kemiaj reakcioj, kaj bonegajn neŭtronajn ŝirmantajn trajtojn. La Vickers-malmoleco, la elasta modulo, kaj la frakturforto de Bora Karbido estas preskaŭ la sama kiel tiuj de diamanto.
Pro ĝia ekstrema malmoleco, Bora Karburo ankaŭ estas referita kiel "nigra diamanto". Estis ankaŭ montrite posedi semikonduktajn trajtojn, kun saltet-speca transporto reganta siajn elektronikajn trajtojn. Ĝi estas p-tipa duonkonduktaĵo. Pro ĝia ekstrema malmoleco, ĝi estas konsiderata kiel eluzebla teknika ceramika materialo, igante ĝin taŭga por prilaborado de aliaj ekstreme malmolaj substancoj. Krom ĝiaj bonaj mekanikaj propraĵoj kaj malalta specifa pezo, ĝi estas ideala por fari malpezan kirason.
Produktado de Boro-Karbido-Ceramiko
Boro-Carbide-pulvoro estas komerce produktita per aŭ fuzio (kiu implikas redukti Boranhidridon (B2O3) kun karbono) aŭ magnezoterman reagon (kiu implikas igi Boranhidridon reagi kun magnezio en la ĉeesto de karbonigro). En la unua reago, la produkto formas konsiderindan ovoforman bulon en la centro de la fandado. Ĉi tiu ovoforma materialo estas ĉerpita, disbatita, kaj poste muelita al la taŭga grajna grandeco por fina uzo.
En la kazo de la magnezoterma reago, stoiĥiometria Karburo kun malalta granulareco ricevas rekte, sed ĝi havas malpuraĵojn, inkluzive de ĝis 2% grafito. Ĉar ĝi estas kovalente ligita neorganika kunmetaĵo, Bora Karbido malfacilas sinktebla sen aplikado de varmo kaj premo samtempe. Pro tio, Bora Karbido ofte estas transformita en densajn formojn per varma premado de bonaj, puraj pulvoroj (2 m) ĉe altaj temperaturoj (2100-2200 °C) en vakuo aŭ inerta atmosfero.
Alia metodo por produkti Borkarbidon estas senprema sinterizado ĉe tre alta temperaturo (2300–2400 °C), kiu estas proksima al la frostopunkto de Bora Karbido. Por helpi redukti la temperaturon necesan por densiĝo dum ĉi tiu procezo, sinterigaj helpoj kiel alumino, Cr, Co, Ni kaj vitro estas aldonitaj al la pulvormiksaĵo.
Aplikoj de Boro-Karbido-Ceramiko
Bora Karbido havas multajn malsamajn aplikojn.
Boro-karbido estas uzata kiel lapa kaj abrasiva agento.
Boro-karbido en pulvora formo estas ideale taŭga por uzo kiel abraziva kaj lapa agento kun alta rapideco de forigo de materialo dum prilaborado de ultra-malmolaj materialoj.
Bora Karbido estas uzata por fabriki ceramikaj eksplodaj ajutoj.
Bora Karbido estas ekstreme imuna al eluziĝo, igante ĝin bonega materialo por eksplodigi ajutojn kiam sinterigita. Eĉ se uzata kun ekstreme malmolaj abrazivaj eksplodaj agentojkiel korundo kaj silicio-karbido, la eksploda potenco restas la sama, estas minimuma eluziĝo, kaj la ajutoj estas pli daŭraj.
Bora Karbido estas uzata kiel balistika protekta materialo.
Bora Karbido disponigas kompareblan balistikan protekton al tiu de kirasa ŝtalo kaj aluminiooksido sed kun multe pli malalta pezo. Moderna milita ekipaĵo estas karakterizita per alta grado de malmoleco, kunprema forto kaj alta modulo de elasteco, krom malalta pezo. Bora Karbido estas pli bona ol ĉiuj aliaj alternativaj materialoj por ĉi tiu aplikaĵo.
Borkarbido estas uzata kiel neŭtronsorbilo.
En inĝenieristiko, la plej grava neŭtronsorbilo estas B10, uzata kiel Borkarbido en kontrolo de nukleaj reaktoroj.
La atoma strukturo de boro igas ĝin efika neŭtronsorbilo. Aparte, la izotopo 10B, ĉeestanta en proksimume 20% de sia natura abundo, havas altan nuklean sekcon kaj povas kapti la termigajn neŭtronojn kiuj estas generitaj per la fisia reago de uranio.
Nuklea Grada Bora Karbura Disko Por Neŭtrona Sorbado
