Бор карбиди (B4C) — бор жана көмүртектен турган бышык керамика. Бор карбиди | Бул ар кандай маанилүү колдонмолордо, анын ичинде танк курал-жарактарында, ок өтпөс жилеттерде жана мотор саботаждык порошокто колдонулган коваленттүү материал. Чынында, бул ар кандай өнөр жай колдонмолору үчүн артыкчылыктуу материал болуп саналат. Бул макалада Бор Карбид жана анын артыкчылыктары жөнүндө кыскача маалымат берилет.
Бор Карбид деген эмне?
Бор Карбид бул икосаэдрдик негиздеги бориддерге мүнөздүү кристаллдык түзүлүштөгү маанилүү химиялык кошулма. Бул кошулма 19-кылымда металл борид реакцияларынын кошумча продуктусу катары ачылган. Анын химиялык формуласы 1930-жылдарга чейин белгилүү болгон эмес, анын химиялык курамы B4C деп эсептелген. Заттын рентгендик кристаллографиясы анын C-B-C чынжырларынан жана B12 икосаэдраларынан турган өтө татаал түзүлүшкө ээ экенин көрсөтүп турат.
Бор карбиди өтө катуулугуна (Mohs шкаласы боюнча 9,5–9,75), иондоштуруучу нурланууга каршы туруктуулукка, химиялык реакцияларга туруктуулукка жана эң сонун нейтрондук коргоочу касиеттерге ээ. Бор карбидинин Викерс катуулугу, ийкемдүү модулу жана сынууга катуулугу алмаздыкы менен дээрлик бирдей.
Өтө катуулугунан улам Бор Карбиди "кара алмаз" деп да аталат. Ал ошондой эле жарым өткөргүч касиеттерге ээ экени далилденген, анын электрондук касиеттери секирүү тибиндеги транспорт басымдуулук кылат. Бул p-типтеги жарым өткөргүч. Өтө катуулугунан улам, ал башка өтө катуу заттарды иштетүү үчүн ылайыктуу кылып, эскирүүгө туруктуу техникалык керамикалык материал болуп эсептелет. Анын жакшы механикалык касиеттеринен жана салыштырмалуу салмагынын аздыгынан тышкары, ал жеңил соот жасоо үчүн идеалдуу.
Бор карбид керамикасын өндүрүү
Бор карбид порошок коммерциялык түрдө же эритме (бул бор ангидридди (B2O3) көмүртек менен калыбына келтирүүнү камтыйт) же магнезиотермикалык реакция (бул кара көмүртектин катышуусунда бор ангидридинин магний менен реакциясына алып келүү) аркылуу өндүрүлөт. Биринчи реакцияда продукт эритүүчүнүн борборунда чоң жумуртка сымал кесек пайда кылат. Бул жумуртка сымал материал экстракцияланып, майдаланып, андан соң акыркы колдонуу үчүн тиешелүү дан өлчөмүнө чейин майдаланат.
Магнезиотермиялык реакцияда стехиометриялык карбид төмөнкү гранулдуулук менен түз алынат, бирок анын аралашмалары, анын ичинде 2% га чейинки графит бар. Бул коваленттүү байланыштагы органикалык эмес кошулма болгондуктан, бор карбиди бир эле убакта жылуулук менен басымды колдонбостон агломерациялоо кыйынга турат. Ушундан улам Бор Карбиди көбүнчө вакуумда же инерттүү атмосферада жогорку температурада (2100–2200 °C) майда, таза порошокторду (2 м) ысык басуу жолу менен тыгыз формага келтирилет.
Бор карбидин өндүрүүнүн дагы бир ыкмасы бул бор карбидинин эрүү температурасына жакын болгон өтө жогорку температурада (2300–2400 °C) басымсыз агломерациялоо. Бул процесстин жүрүшүндө тыгыздашуу үчүн талап кылынган температураны төмөндөтүүгө жардам берүү үчүн, порошок аралашмасына глинозем, Cr, Co, Ni жана айнек сыяктуу агломерациялоочу каражаттар кошулат.
Бор карбид керамикасынын колдонмолору
Бор Карбид көп түрдүү колдонмолорго ээ.
Бор карбид каптоо жана абразивдик агент катары колдонулат.
Порошок түрүндөгү бор карбиди өтө катуу материалдарды иштетүүдө материалды тазалоонун жогорку ылдамдыгы менен абразивдик жана лактоочу агент катары колдонууга эң ылайыктуу.
Бор карбиди керамикалык жардыруучу саптамаларды өндүрүү үчүн колдонулат.
Бор Карбид кийинүүгө өтө туруктуу болгондуктан, аны агломерациялоодо соплолорду жардыруу үчүн эң сонун материал кылат. Өтө катуу абразивдүү жардыруучу агенттер менен колдонулганда дамисалы, корунд жана кремний карбид, жардыруу күчү ошол эле бойдон калууда, минималдуу эскирүү бар, жана саптамалар бир кыйла бышык.
Бор карбиди баллистикалык коргоо материалы катары колдонулат.
Бор карбиди бронетранспорттолгон болот жана алюминий кычкылы менен салыштырууга боло турган баллистикалык коргоону камсыз кылат, бирок салмагы бир топ төмөн. Заманбап аскердик техника аз салмактан тышкары катуулугу, кысуу күчү жана ийкемдүүлүктүн жогорку модулу менен мүнөздөлөт. Бор карбиди бул колдонмо үчүн бардык башка альтернативалуу материалдардан жогору.
Бор карбиди нейтронду абсорбер катары колдонулат.
Инженердикте эң маанилүү нейтрон абсорбер бул B10, ядролук реакторду башкарууда бор карбиди катары колдонулат.
Бордун атомдук түзүлүшү аны эффективдүү нейтронду абсорбер кылат. Атап айтканда, 10B изотопу, анын табигый молчулугунун болжол менен 20% бар, жогорку өзөктүк кесилишине ээ жана урандын бөлүнүү реакциясынан пайда болгон жылуулук нейтрондорду кармай алат.
Нейтронду абсорбциялоо үчүн ядролук класстагы бор карбиди диски
