Boron Carbide (B4C) yaiku keramik awet sing kasusun saka Boron lan karbon. Boron Carbide iku salah siji zat sing paling angel dikenal, peringkat katelu ing mburi kubik Boron nitrida lan berlian. Iki minangka bahan kovalen sing digunakake ing macem-macem aplikasi penting, kalebu waja tank, rompi anti peluru, lan bubuk sabotase mesin. Nyatane, iki minangka bahan sing disenengi kanggo macem-macem aplikasi industri. Artikel iki nyedhiyakake ringkesan Boron Carbide lan keuntungane.
Apa sejatine Boron Carbide?
Boron Carbide yaiku senyawa kimia sing wigati kanthi struktur kristal khas borida berbasis icosahedral. Senyawa kasebut ditemokake ing abad kaping 19 minangka prodhuk sampingan saka reaksi borida logam. Ora dikenal duwe rumus kimia nganti taun 1930-an, nalika komposisi kimia kasebut dikira B4C. Kristalografi sinar-X saka zat kasebut nuduhake manawa struktur kasebut rumit banget sing digawe saka rantai C-B-C lan B12 icosahedra.
Boron Carbide ndhuweni atose ekstrem (9.5–9.75 ing skala Mohs), stabilitas marang radiasi ionisasi, tahan kanggo reaksi kimia, lan sifat pelindung neutron sing apik banget. Kekerasan Vickers, modulus elastis, lan ketangguhan patahan Boron Carbide meh padha karo berlian.
Amarga atose banget, Boron Carbide uga diarani minangka "inten ireng". Uga wis ditampilake nduweni sifat semikonduktor, kanthi transportasi jinis hopping ndominasi sifat elektronik. Iki minangka semikonduktor tipe-p. Amarga atose sing ekstrem, iki dianggep minangka bahan keramik teknis sing tahan nyandhang, saengga cocog kanggo ngolah bahan-bahan liyane sing atos. Saliyane sifat mekanik sing apik lan gravitasi spesifik sing kurang, iku becik kanggo nggawe waja sing entheng.
Produksi Keramik Boron Karbida
Bubuk Boron Carbide diprodhuksi sacara komersial liwat fusi (sing kalebu ngurangi Boron anhydride (B2O3) karo karbon) utawa reaksi magnesiothermic (sing nyebabake Boron anhydride bereaksi karo magnesium ing ngarsane karbon ireng). Ing reaksi pisanan, prodhuk kasebut mbentuk gumpalan berbentuk endhog sing cukup gedhe ing tengah smelter. Bahan sing bentuke endhog iki diekstrak, diremuk, banjur digiling nganti ukuran gandum sing cocog kanggo panggunaan pungkasan.
Ing kasus reaksi magnesiothermic, Karbida stoikiometrik kanthi granularitas sing kurang dipikolehi langsung, nanging nduweni impurities, kalebu nganti 2% grafit. Amarga iku senyawa anorganik ikatan kovalen, Boron Carbide angel disinter tanpa ngetokake panas lan tekanan bebarengan. Amarga iki, Boron Carbide asring digawe wangun kandhel dening panas pressing alus, wêdakakêna murni (2 m) ing suhu dhuwur (2100–2200 °C) ing vakum utawa inert atmosfer.
Cara liya kanggo ngasilake Boron Carbide yaiku sintering tanpa tekanan ing suhu sing dhuwur banget (2300–2400 °C), sing cedhak karo titik leleh Boron Carbide. Kanggo nyuda suhu sing dibutuhake kanggo densifikasi sajrone proses iki, alat sintering kaya alumina, Cr, Co, Ni, lan kaca ditambahake ing campuran bubuk.
Aplikasi Keramik Boron Carbide
Boron Carbide duwe macem-macem aplikasi.
Boron Carbide digunakake minangka agen lapping lan abrasive.
Boron Carbide ing wangun wêdakakêna saenipun cocog kanggo digunakake minangka abrasive lan lapping agen karo tingkat dhuwur saka mbusak materi nalika ngolah bahan ultra-hard.
Boron Carbide digunakake kanggo gawé nozel jeblugan keramik.
Boron Carbide tahan banget kanggo nyandhang, dadi bahan sing apik banget kanggo bledosan muncung nalika disinter. Malah nalika digunakake karo agen blasting abrasive banget hardkayata corundum lan silikon Carbide, daya blasting tetep padha, ana nyandhang minimal, lan nozzles luwih awet.
Boron Carbide digunakake minangka bahan proteksi balistik.
Boron Carbide nyedhiyakake proteksi balistik sing bisa dibandhingake karo baja lapis baja lan aluminium oksida nanging bobote luwih murah. Peralatan militer modern ditondoi kanthi tingkat kekerasan sing dhuwur, kekuatan tekan, lan modulus elastisitas sing dhuwur, saliyane bobote kurang. Boron Carbide luwih unggul tinimbang kabeh bahan alternatif liyane kanggo aplikasi iki.
Boron Carbide digunakake minangka penyerap neutron.
Ing teknik, penyerap neutron sing paling penting yaiku B10, digunakake minangka Boron Carbide ing kontrol reaktor nuklir.
Struktur atom boron ndadekake penyerap neutron sing efektif. Utamane, isotop 10B, sing ana ing sekitar 20% saka kelimpahan alam, nduweni bagean salib nuklir sing dhuwur lan bisa nangkep neutron termal sing diasilake dening reaksi fisi uranium.
Cakram Karbida Boron Kelas Nuklir Kanggo Nyerep Neutron
