போரான் கார்பைடு (B4C) என்பது போரான் மற்றும் கார்பனைக் கொண்ட ஒரு நீடித்த பீங்கான் ஆகும். போரான் கார்பைடு  என்பது அறியப்பட்ட கடினமான பொருட்களில் ஒன்றாகும், இது கனசதுர போரான் நைட்ரைடு மற்றும் வைரத்துக்குப் பின்னால் மூன்றாவது இடத்தில் உள்ளது. இது டேங்க் கவசம், குண்டு துளைக்காத உள்ளாடைகள் மற்றும் என்ஜின் நாசவேலை பொடிகள் உட்பட பல்வேறு முக்கியமான பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு கோவலன்ட் பொருள். உண்மையில், இது பல்வேறு தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கு விருப்பமான பொருள். இந்தக் கட்டுரை போரான் கார்பைடு மற்றும் அதன் நன்மைகள் பற்றிய சுருக்கத்தை வழங்குகிறது.

போரான் கார்பைடு என்றால் என்ன?

போரான் கார்பைடு  என்பது ஐகோசஹெட்ரல் அடிப்படையிலான போரைடுகளின் பொதுவான படிக அமைப்பைக் கொண்ட ஒரு முக்கியமான இரசாயன கலவை ஆகும். பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டில் உலோக போரைடு வினைகளின் துணைப் பொருளாக இச்சேர்மம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. 1930 களில் அதன் வேதியியல் கலவை B4C என மதிப்பிடப்படும் வரை இது ஒரு வேதியியல் சூத்திரத்தைக் கொண்டிருப்பதாக அறியப்படவில்லை. பொருளின் X-ray படிகவியல், இது C-B-C சங்கிலிகள் மற்றும் B12 ஐகோசஹெட்ரா ஆகிய இரண்டையும் கொண்ட மிகவும் சிக்கலான அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது.

போரான் கார்பைடு அதிக கடினத்தன்மை (மொஹ்ஸ் அளவில் 9.5–9.75), அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சுக்கு எதிரான நிலைத்தன்மை, இரசாயன எதிர்வினைகளுக்கு எதிர்ப்பு மற்றும் சிறந்த நியூட்ரான் பாதுகாப்பு பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. போரான் கார்பைட்டின் விக்கர்ஸ் கடினத்தன்மை, மீள்நிலை மாடுலஸ் மற்றும் எலும்பு முறிவு கடினத்தன்மை ஆகியவை வைரத்தின் கடினத்தன்மையைப் போலவே இருக்கும்.

அதன் தீவிர கடினத்தன்மை காரணமாக, போரான் கார்பைடு "கருப்பு வைரம்" என்றும் குறிப்பிடப்படுகிறது. இது அரைக்கடத்தி பண்புகளைக் கொண்டிருப்பதாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது, துள்ளல் வகை போக்குவரத்து அதன் மின்னணு பண்புகளில் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது. இது ஒரு p-வகை குறைக்கடத்தி. அதன் தீவிர கடினத்தன்மை காரணமாக, இது ஒரு உடைகள்-எதிர்ப்பு தொழில்நுட்ப பீங்கான் பொருளாகக் கருதப்படுகிறது, இது மற்ற மிகவும் கடினமான பொருட்களை செயலாக்குவதற்கு ஏற்றதாக அமைகிறது. அதன் நல்ல இயந்திர பண்புகள் மற்றும் குறைந்த குறிப்பிட்ட ஈர்ப்புக்கு கூடுதலாக, இது இலகுரக கவசம் தயாரிப்பதற்கு ஏற்றது.

போரான் கார்பைடு செராமிக்ஸ் உற்பத்தி

போரான் கார்பைடு பொடி வணிகரீதியாக இணைவு (கார்பனுடன் போரான் அன்ஹைட்ரைடு (B2O3) ஐக் குறைப்பது) அல்லது மக்னீசியோதெர்மிக் எதிர்வினை (கார்பன் பிளாக் முன்னிலையில் மெக்னீசியத்துடன் போரான் அன்ஹைட்ரைடு வினைபுரிவதை உள்ளடக்கியது) மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது. முதல் எதிர்வினையில், தயாரிப்பு உருகிய மையத்தில் ஒரு பெரிய முட்டை வடிவ கட்டியை உருவாக்குகிறது. இந்த முட்டை வடிவப் பொருள் பிரித்தெடுக்கப்பட்டு, நொறுக்கப்பட்டு, பின்னர் இறுதிப் பயன்பாட்டிற்கு பொருத்தமான தானிய அளவுக்கு அரைக்கப்படுகிறது.

மக்னீசியோதெர்மிக் வினையின் போது, ​​ஸ்டோச்சியோமெட்ரிக் கார்பைடு குறைந்த கிரானுலாரிட்டியுடன் நேரடியாகப் பெறப்படுகிறது, ஆனால் அது 2% வரை கிராஃபைட் உட்பட அசுத்தங்களைக் கொண்டுள்ளது. இது ஒரு கோவலன்ட்லி பிணைக்கப்பட்ட கனிம சேர்மமாக இருப்பதால், போரான் கார்பைடு ஒரே நேரத்தில் வெப்பத்தையும் அழுத்தத்தையும் பயன்படுத்தாமல் சின்டர் செய்வது கடினம். இதன் காரணமாக, போரான் கார்பைடு வெற்றிடம் அல்லது செயலற்ற வளிமண்டலத்தில் அதிக வெப்பநிலையில் (2100–2200 °C) சூடாக, தூய பொடிகளை (2 மீ) சூடாக அழுத்துவதன் மூலம் அடர்த்தியான வடிவங்களில் உருவாக்கப்படுகிறது.

போரான் கார்பைடு உற்பத்தி செய்வதற்கான மற்றொரு முறை, மிக அதிக வெப்பநிலையில் (2300–2400 °C) அழுத்தமில்லாத சின்டரிங் ஆகும், இது போரான் கார்பைட்டின் உருகுநிலைக்கு அருகில் உள்ளது. இந்தச் செயல்பாட்டின் போது அடர்த்திக்குத் தேவையான வெப்பநிலையைக் குறைக்க, அலுமினா, Cr, Co, Ni மற்றும் கண்ணாடி போன்ற சின்டரிங் எய்ட்ஸ் தூள் கலவையில் சேர்க்கப்படுகின்றன.

போரான் கார்பைடு செராமிக்ஸ் பயன்பாடுகள்

போரான் கார்பைடு பல வேறுபட்ட பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது.

போரான் கார்பைடு ஒரு லேப்பிங் மற்றும் சிராய்ப்பு முகவராகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

தூள் வடிவில் உள்ள போரான் கார்பைடு அல்ட்ரா-ஹார்ட் மெட்டீரியலைச் செயலாக்கும் போது, ​​அதிக அளவு பொருள் அகற்றுதலுடன், சிராய்ப்பு மற்றும் லேப்பிங் ஏஜெண்டாகப் பயன்படுத்த மிகவும் பொருத்தமானது.

பீங்கான் வெடிக்கும் முனைகளை தயாரிக்க போரான் கார்பைடு பயன்படுத்தப்படுகிறது.

போரான் கார்பைடு அணிவதற்கு மிகவும் எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டது, இது சின்டர் செய்யும் போது முனைகளை வெடிக்கச் செய்வதற்கான சிறந்த பொருளாக அமைகிறது. மிகவும் கடினமான சிராய்ப்பு வெடிக்கும் முகவர்களுடன் பயன்படுத்தப்பட்டாலும் கூடகொருண்டம் மற்றும் சிலிக்கான் கார்பைடு போன்றவை, வெடிக்கும் சக்தி அப்படியே இருக்கும், குறைந்த தேய்மானம் மற்றும் முனைகள் அதிக நீடித்திருக்கும்.

போரான் கார்பைடு ஒரு பாலிஸ்டிக் பாதுகாப்புப் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

போரான் கார்பைடு கவச எஃகு மற்றும் அலுமினியம் ஆக்சைடுடன் ஒப்பிடக்கூடிய பாலிஸ்டிக் பாதுகாப்பை வழங்குகிறது ஆனால் மிகக் குறைந்த எடையில். நவீன இராணுவ உபகரணங்கள் குறைந்த எடைக்கு கூடுதலாக, அதிக அளவு கடினத்தன்மை, சுருக்க வலிமை மற்றும் அதிக நெகிழ்ச்சித்தன்மையால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. போரான் கார்பைடு இந்தப் பயன்பாட்டிற்கான மற்ற எல்லா மாற்றுப் பொருட்களையும் விட சிறந்தது.

போரான் கார்பைடு நியூட்ரான் உறிஞ்சியாகப் பயன்படுகிறது.

பொறியியலில், மிக முக்கியமான நியூட்ரான் உறிஞ்சி B10, அணு உலை கட்டுப்பாட்டில் போரான் கார்பைடாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

போரானின் அணு அமைப்பு அதை ஒரு பயனுள்ள நியூட்ரான் உறிஞ்சியாக மாற்றுகிறது. குறிப்பாக, 10B ஐசோடோப்பு, அதன் இயற்கையான மிகுதியில் சுமார் 20% உள்ளது, அதிக அணுக்கரு குறுக்குவெட்டு மற்றும் யுரேனியத்தின் பிளவு வினையால் உருவாகும் வெப்ப நியூட்ரான்களைப் பிடிக்க முடியும்.

நியூட்ரான் உறிஞ்சுதலுக்கான நியூக்ளியர் கிரேடு போரான் கார்பைடு டிஸ்க்