Borono karbido milteliai, taip pat žinomas kaip juodas deimantas, yra neorganinė medžiaga su cheminės formulės CB4 ir CAS 12069-32-8. Paprastai tai yra pilkos spalvos juodi mikro milteliai. Tai yra viena iš trijų sunkiausiai žinomų medžiagų (antra tik deimantų ir kubinio boro boro nitridui), naudojama tankų šarvams, neperšaunamoms liemenėms ir daugybei pramoninių programų. Jo Mohs kietumas yra apie 9,5. Kietumas yra mažesnis nei pramoninio deimanto, tačiau didesnis nei silicio karbidas. Tai mažiau trapi nei dauguma keramikos. Jis turi didelį šiluminio neutronų fiksavimo skerspjūvį. Stiprus cheminis atsparumas. Nekoregija vandenilio fluoro ir azoto rūgšties. Tirpsta išlydytuose šarmuose, netirpsta vandenyje ir rūgštyje. Borono karbidas gali absorbuoti daugybę neutronų, nesudarydamas radioaktyviųjų izotopų, todėl tai yra idealus neutronų absorberis branduolinėms elektrinėms, o tai daugiausia kontroliuoja branduolinio dalijimosi greitį. Borono karbidas daugiausia paverčiamas kontroliuojamomis strypų formomis atominių reakcijų krosnių lauke. Tačiau kartais jis vis dar gaminamas į miltelius dėl poreikio padidinti paviršiaus plotą. Jis pasižymi mažo tankio, didelio stiprumo, gero aukštos temperatūros stabilumo ir gero cheminio stabilumo savybėmis. Taikomos atsparioms medžiagoms, keramikos armatūros fazėms, ypač lengvuose šarvuose, reaktoriaus neutronų absorberiuose ir kitose laukuose. Be to, palyginti su deimantų ir kubiniu boro nitridu, „Boron Carbide“ yra lengviau gaminamas ir yra mažesnės išlaidos, todėl jis yra tinkamesnis plačiai naudoti. Kai kuriose vietose jis gali pakeisti brangius deimantus ir dažniausiai naudojamas šlifavimui, šlifavimui, gręžimui ir kt.
|
|
|
|
C.F |
CB4 |
|
E.M |
56 |
|
M.W |
55 |
|
m/z |
56 (100.0%), 55 (74.5%), 54 (37.0%), 55 (24.8%), 53 (6.1%), 57 (1.1%), 56 (1.1%) |
|
E.A |
C, 21.74; B, 78.26 |
Išsamūs žingsniai ir cheminės lygtys paruošimuiBorono karbido milteliai
1 žingsnis: grafitas ir anglis susmulkinami anglies šiluminio redukcijos metodu. Šio žingsnio tikslas yra suskaidyti grafito ir anglių į mažesnes daleles, kad būtų galima maišyti ir reakcijai.
2 žingsnis: sumaišykite su boro rūgštimi santykiu 0 5: 0. 5: 3. Sumaišykite grafito ir anglių anglies šiluminio redukcijos produktą su boro rūgštimi, esant 0. 5: 0}.
C+H3BO3 → B+Co 2+ H2O
3 žingsnis: rutulio frezavimas. Įdėkite mišinį į rutulinį malūną ir kruopščiai išmaišykite, kad įvairūs komponentai taptų vienodesni.
4 žingsnis: Carbonizacijos reakcija elektrinėje lanko krosnyje. Įdėkite mišinį į vienfazę bipolinį horizontalią lanko krosnį ir atlikite karbonizacijos reakciją 1700-2300 laipsniu.
B2O3+3 c → 2b +3 co
5 žingsnis: Išleidimas ir aušinimas. Užbaigus reakciją, pašalinkite reakcijos produktus iš elektrinės lanko krosnies ir atvėsinkite juos.
6 žingsnis: sutriuškinkite ir pasirinkite. Susmulkinkite atvėsintą produktą ir pasirinkite jį, kad pašalintumėte priemaišas ir nekvalifikuotas dalis.
7 žingsnis: Karšto vandens plovimas. Nuplaukite susmulkintus ir pasirinktus produktus karštu vandeniu, kad dar labiau pašalintumėte priemaišas ir likučius.
8 žingsnis: šiurkštus gniuždymas ir šlifavimas. Griežtai sutriuškinkite produktą po ankstesnio skalbimo žingsnio, tada sumalkite, kad produkto dalelių dydis būtų smulkesnis.
9 žingsnis: marinavimas. Nuplaukite produktą rūgščiu tirpalu tam tikroje temperatūroje, o temperatūra nėra žemesnė kaip 80 laipsnių ir 12 valandų laikas. Šis žingsnis yra toliau pašalinti priemaišas ir likučius bei pagerinti produkto grynumą. Galima rūgšties plovimo cheminė lygtis yra: b+h3Po4 → H3Bo3+H2.
10 žingsnis: Nuplaukite vandeniu iki neutralios. Nuplaukite rūgščių plaunamą produktą švariu vandeniu, kol produkto pH vertė pasieks neutralią.
11 žingsnis: Pasirinkimas ir džiovinimas. Pasirinkite nuplautą produktą, pašalinkite bet kokias neatitinkančias dalis, tada nusausinkite produktą.
12 žingsnis: atranka ir krituliai. Sijokite ir nusodinkite džiovintą produktą, kad gautumėte boro karbido produktus, kurių dydis yra skirtingi.
13 žingsnis: Serijinis vandens plovimas. Kelis kartus nuplaukite nusodintą boro karbido produktą, kad dar labiau pašalintumėte priemaišas ir likučius, ir gaukite didelio grynumo boro karbido gatavus produktus.
Borono karbido milteliai, su chemine formule B ₄ C ir 55,25 molekulinė masė, paprastai yra pilka juoda arba juoda mikro milteliai su metaliniu blizgesiu. Jos Mohs kietumas yra apie 9. 3-9. 5, antra tik deimantiniam ir kubiniam boro nitridui, kurio kietumas yra trečias pagal visas įprastas medžiagas. Borono karbido lydymosi temperatūra yra tokia aukšta kaip 2350-2450 C laipsnis, kurio virimo temperatūra viršija 3500 laipsnių C laipsnį, ir jis turi puikų atsparumą aukštai temperatūrai. Jo santykinis tankis yra 2. 508-2. 512 g\/cm ³, todėl tai yra lengva medžiaga, turinti didelį stiprumą, aukštą elastinį modulį ir didelį šilumos laidumą.
Kalbant apie cheminį stabilumą, boro karbidas pasižymi ypač stipriu rūgšties ir šarminių korozijos atsparumu ir yra stabilus visuose koncentruotose ar praskiestos rūgšties ar šarminėse vandeniniuose tirpaluose, netgi priešintis išlydyto metalo drėkinimui. Be to, „Boron Carbide“ taip pat turi gerą neutronų absorbcijos sugebėjimą, didelį šiluminių neutronų skerspjūvį ir nesudaro radioaktyviųjų izotopų. Šios unikalios savybės padėjo tvirtą pagrindą „Boron Carbide“ pritaikymui keliuose laukuose.
Pramonės sektorius
Keramika ir aukštos temperatūros patvarūs komponentai:
Borono karbidas turi ypač didelį kietumą ir stiprumą ir gali būti naudojamas gaminant komponentus, kurie veikia aukštoje temperatūroje, pavyzdžiui, variklio purkštukai, turbinų peiliukai, keraminiai jungiamieji strypai ir kt. Keramikos pramonėje, pridedant boro karbidą kaip sutvirtinančią medžiagų fazę ir silicio karbido keramiką. Puikus jos aukštos temperatūros stabilumas leidžia šiems komponentams išlaikyti stabilų našumą ekstremaliomis sąlygomis ir prailginti jų tarnavimo laiką.
Pjovimo įrankiai ir abrazyvai:
„Boron Carbide“ turi gerą atsparumą dėvėjimams ir pjovimo efektyvumui, jis gali būti naudojamas gaminant didelį kietumą, didelio stiprumo pjovimo įrankius, tokius kaip gręžimo gabalėliai, frezavimo pjaustytojai, pjovimo įrankiai ir kt. Tuo tarpu boro karbido kietumas yra daugiau nei 10 kartų didesnis nei plieno, todėl ji yra ideali medžiaga, skirta gaminti aukšto efektyvumo abrazijas, tokias kaip šlifavimo ratukai, smėlio beltai ir šlifavimo lazdelės. Didelis jo šlifavimo galimybė suteikia boro karbido abrazyvui unikalų pranašumą apdorojant kietas medžiagas, tokias kaip superhard lydiniai ir brangakmeniai.
Atsparus dėvėjimams:
Didelis „Boron Carbide“ atsparumas kietumui ir dilimui daro jį tinkamesniu pasirinkimu gaminant gamybai atsparias medžiagas. Boro karbido dėvėjimosi medžiagos yra plačiai naudojamos gaminant atsparus drabužiams atsparus pramonės šakoms, tokioms kaip mašinos, chemijos inžinerija, metalurgija ir kt., Tokios kaip srutų siurblių, mechaninių sandariklių žiedų, guolių, maišytuvo ir tt. Šie komponentai gali išlaikyti stabilius našumą dideliuose greičiuose, dideliuose slėgiuose ir didelius drabužius.
Branduolinės energijos laukas
„Boron Carbide“ turi didelį sugebėjimą užfiksuoti šiluminius neutronus ir nesudaro jokių radioaktyviųjų izotopų, todėl tai yra idealus neutronų absorberis branduolinėse elektrinėse. Branduoliniuose reaktoriuose boro karbidas daugiausia naudojamas valdymo strypams ar ekranavimo medžiagoms gaminti, kad būtų galima kontroliuoti branduolinio dalijimosi ir skydo neutronų spinduliuotės greitį. Kontrolinius strypus galima sureguliuoti atsižvelgiant į reaktoriaus veikimo būklę, kad būtų užtikrintas branduolinės reakcijos saugumas ir stabilumas. Ekranavimo medžiagos gali veiksmingai sumažinti neutronų spinduliuotės pavojus supančiai aplinkai ir personalui.
Karinės ir gynybos sritys
Neperšaunama medžiaga:
„Boron Carbide“ turi ypač didelį kietumą ir stiprumą, todėl tai yra idealus pasirinkimas gaminant neperšaunamas medžiagas. Kariniame lauke Borono karbidas yra plačiai naudojamas gaminant asmenines apsaugos priemones, tokias kaip neperšaunamos liemenės, neperšaunami šalmai ir neperšaunamos plokštelės. Palyginti su tradicinėmis metalinėmis medžiagomis, „Boron Carbide“ neperšaunamos medžiagos pasižymi didesniais apsauginiais našumais ir lengvesniu svoriu, o tai gali efektyviai pagerinti kareivių mobilumą ir išgyvenamumą. Tuo tarpu „Boron Carbide“ taip pat naudojamas gaminant apsaugines medžiagas balistinėms raketoms, kad padidintų jų išgyvenamumą.
Šarvuotos transporto priemonės ir laivai:
Didelis „Boron Carbide“ atsparumas kietumui ir susidėvėjimui yra idealus pasirinkimas gaminant apsaugines medžiagas šarvuotoms transporto priemonėms ir laivams. Šarvuotose transporto priemonėse „Boron Carbide“ yra naudojamas gaminant šarvų plokšteles tokioms pagrindinėms dalims kaip kėbulas ir bokštelis, siekiant pagerinti transporto priemonės apsaugą. Laivuose „Boron Carbide“ yra naudojamas gaminant apsaugines medžiagas deniams, pertvaroms ir kitoms dalims, kad būtų galima atsispirti priešo gaisro atakoms. Be to, „Boron Carbide“ taip pat naudojamas laivų dangoms gaminti, siekiant pagerinti atsparumą korozijai ir slapta laivų veikimui.
Aviacijos ir kosmoso laukas
Boronkarbidas turi puikų stabilumą ir atsparumą dilimui, todėl jis yra ideali medžiaga, gaminanti aukštos temperatūros komponentus aviacijos ir kosmoso transporto priemonių komponentams. JET varikliuose „Boron Carbide“ naudojamas gaminant pagrindinius komponentus, tokius kaip purkštukai ir turbinos ašmenys, kad būtų užtikrintas stabilus variklio veikimas aukštos temperatūros ir aukšto slėgio aplinkoje. Aviacijos turbinų varikliuose „Boron Carbide“ naudojamas komponentams, tokiems kaip ašmenys ir guoliai, yra naudojami variklio traukai ir efektyvumui pagerinti. Be to, „Boron Carbide“ taip pat naudojamas erdvėlaivio šiluminės apsaugos sistemoms gaminti, kad būtų galima atsispirti aerodinaminiam šildymui, atsirandančiam per greitą skrydį.
Kiti laukai
Cheminiai reaktoriai ir katalizatoriai:
„Boron Carbide“ turi puikų cheminį stabilumą ir aukštos temperatūros stabilumą ir gali būti naudojamas cheminiams reaktoriams ir katalizatorių atramoms gaminti. Cheminių medžiagų gamyboje boro karbido reaktoriai gali atsispirti įvairių korozinių terpių erozijai, užtikrinant reakcijos proceso saugumą ir stabilumą. Tuo tarpu boro karbidas kaip katalizatoriaus nešiklis gali pagerinti katalizatoriaus dispersiją ir stabilumą bei padidinti katalizinių reakcijų efektyvumą.
Šilumos barjero danga:
„Boron Carbide“ gali būti naudojamas gaminant šiluminių barjerų dangos medžiagas, skirtas naudoti aukštoje temperatūroje, pavyzdžiui, dangos turbinų ašmenų paviršiuje. Šiluminės barjerinės dangos gali veiksmingai sumažinti aukštos temperatūros komponentų darbinę temperatūrą, pagerinti jų gyvenimo trukmę ir efektyvumą.Borono karbido milteliaiŠiluminės barjerinės dangos turi puikų atsparumą aukštai temperatūrai ir atsparumą oksidacijai, ir ilgą laiką gali būti naudojamos aukštos temperatūros oksidacijos atmosferoje be skilimo.
Populiarus Žymos: „Boron Carbide“ (B4C) CAS 12069-32-8, tiekėjai, gamintojai, gamykla, didmeninė prekyba, pirkimas, kaina, biria, parduodama, parduodama