Boron Carbide (B4C) nyaéta keramik awét anu diwangun ku Boron jeung karbon. Boron Carbide mangrupakeun salah sahiji zat nu paling teuas dipikawanoh, ranking katilu sanggeus kubik Boron nitrida jeung inten. Ieu mangrupakeun bahan kovalén garapan dina rupa-rupa aplikasi krusial, kaasup tank armor, kutang bulletproof, sarta powders sabotase mesin. Nyatana, éta mangrupikeun bahan anu dipikaresep pikeun sababaraha aplikasi industri. Artikel ieu nyayogikeun ringkesan Boron Carbide sareng kaunggulanana.
Naon kahayang téh Boron Carbide?
Boron Carbide mangrupa sanyawa kimia krusial jeung struktur kristal has borides basis icosahedral. Sanyawa ieu kapanggih dina abad XIX salaku hasil gigir tina réaksi logam boride. Teu dipikanyaho gaduh rumus kimia dugi ka taun 1930-an, nalika komposisi kimiana diperkirakeun B4C. Kristalografi sinar-X zat nunjukkeun yén éta ngagaduhan struktur anu rumit pisan diwangun ku ranté C-B-C sareng B12 icosahedra.
Boron Carbide ngabogaan karasa ekstrim (9.5–9.75 dina skala Mohs), stabilitas ngalawan radiasi pangionan, résistansi kana réaksi kimia, jeung sipat shielding neutron alus teuing. Kakuatan Vickers, modulus elastis, sareng kateguhan narekahan Boron Carbide ampir sarua jeung inten.
Kusabab karasa pisan, Boron Carbide disebut ogé salaku "inten hideung". Éta ogé parantos kabuktian gaduh sipat semikonduktor, kalayan angkutan tipe hopping ngadominasi sipat éléktronikna. Ieu mangrupakeun semikonduktor tipe-p. Kusabab karasa pisan, éta dianggap bahan keramik téknis anu tahan ngagem, sahingga cocog pikeun ngolah zat-zat anu keras pisan. Salian sipat mékanis alus sarta graviti spésifik low, éta idéal pikeun nyieun armor lightweight.
Produksi Keramik Boron Carbide
Bubuk Boron Carbide dihasilkeun sacara komersil ngaliwatan fusi (anu ngawengku ngurangan Boron anhidrida (B2O3) jeung karbon) atawa réaksi magnesiothermic (anu ngawengku ngabalukarkeun Boron anhidrida meta jeung magnésium ku ayana karbon hideung). Dina réaksi munggaran, produk ngabentuk gumpalan badag ngawangun endog di tengah smelter nu. Bahan anu bentukna endog ieu diekstrak, ditumbuk, teras digiling dugi ka ukuran sisikian anu pas pikeun panggunaan akhir.
Dina kasus réaksi magnesiothermic, stoichiometric Carbide kalayan granularity low diala langsung, tapi boga najis, kaasup nepi ka 2% grafit. Kusabab éta sanyawa anorganik anu kabeungkeut sacara kovalén, Boron Carbide sesah disinter tanpa nerapkeun panas sareng tekanan sakaligus. Kusabab ieu, Boron Carbide sering dijieun wangun padet ku cara dipencét panas, bubuk murni (2 m) dina suhu luhur (2100–2200 °C) dina hawa vakum atawa inert.
Métode séjén pikeun ngahasilkeun Boron Carbide nyaéta sintering tanpa tekanan dina suhu anu kacida luhurna (2300–2400 °C), anu deukeut jeung titik lebur Boron Carbide. Pikeun mantuan ngurangan hawa diperlukeun pikeun densification salila prosés ieu, AIDS sintering kawas alumina, Cr, Co, Ni, sarta kaca ditambahkeun kana campuran bubuk.
Aplikasi Keramik Boron Carbide
Boron Carbide mibanda loba aplikasi béda.
Boron Carbide dipaké salaku agén lapping jeung abrasive.
Boron Carbide dina bentuk bubuk idéal pikeun dianggo salaku agén abrasive sareng lapping kalayan tingkat panyabutan bahan anu luhur nalika ngolah bahan ultra-teuas.
Boron Carbide dipake pikeun nyieun nozzles blasting keramik.
Boron Carbide tahan pisan mun teu ngagem, sahingga bahan alus teuing pikeun blasting nozzles nalika sintered. Malah lamun dipaké kalawan agén blasting abrasive pisan teuaskayaning corundum jeung silikon Carbide, kakuatan blasting tetep sarua, aya maké minimal, sarta nozzles leuwih awét.
Boron Carbide dipaké salaku bahan panyalindungan balistik.
Boron Carbide nyadiakeun panyalindungan balistik anu sabanding jeung baja lapis baja jeung aluminium oksida tapi beuratna leuwih handap. Alat-alat militér modéren dicirikeun ku tingkat karasa anu luhur, kakuatan compressive, sareng modulus élastisitas anu luhur, salian beuratna rendah. Boron Carbide punjul ti kabéh bahan alternatif séjén pikeun aplikasi ieu.
Boron Carbide dipaké salaku absorber neutron.
Dina rékayasa, nyerep neutron anu paling penting nyaéta B10, dipaké salaku Boron Carbide dina kadali réaktor nuklir.
Struktur atom boron ngajadikeun eta hiji nyerep neutron éféktif. Khususna, isotop 10B, aya dina sakitar 20% tina kaayaanana alamna, gaduh bagian melintang nuklir anu luhur sareng tiasa nangkep neutron termal anu dihasilkeun ku réaksi fisi uranium.
Nuklir Kelas Boron Carbide Disc Pikeun Nyerep Neutron
