炭化ホウ素は硬い黒色の金属光沢のある結晶で、通称ブラックダイヤモンド。ホウ酸と炭素材料が電気炉で高温で制錬され、粉砕加工された粉末状の制品です。理論密度は1 cm3当たり2.52グラム、融点は2450℃、微小硬度は4950kgf / mm2である。ダイヤモンド、立方窒化ホウ素に次ぐ硬度で、ダイヤモンド、立方窒化ホウ素と同じ超硬材料である。耐熱性、酸・アルカリ腐食性、强さ、化学的安定性、軽さなどの特徴があり、多くの新材料分野で広く使われている。炭化ホウ素は水と有機溶剤に溶けず、化学的安定性が强く、酸、アルカリ腐食に强く、ほとんどすべての酸、アルカリ溶液と反応しません。炭化ホウ素はまた、次のような様々な特性があります:大きな熱中性子捕獲断面、中性子吸収能力が强いので、中性子吸収剤と呼ばれる;半導体性などがある。

炭化ホウ素の歴史:それは19世紀に金属ホウ化物の研究の副産物として発見され、1830年代に科学的に研究された。モース硬度は9.3で、窒化ホウ素、ダイヤモンドに次いで3番目に知られている硬さの物質だ。

用途と特性:

⑴防衛産業分野で使われています

防弾チョッキの防弾板、軍用機パイロットのコックピットのセラミック防弾瓦、現代の装甲兵員輸送車や戦車のセラミック防弾板などを作る。軍工業では砲を製造するノズルとして利用される。現在、al2o3基耐弾セラミックは「502工程」と「212工程」に使用されているが、戦車の車体側面などにal2o3基セラミックス複合装甲を採用した場合、軽量化効果が少ない。一方、等厚の高性能炭化ホウ素セラミックス複合装甲を採用した場合、al2o3基防弾セラミックスより15 ~20%程度軽量化され、防弾性能がさらに向上する。そのため、重点装備エンジニアリングセラミック複合装甲の開発プロジェクトは、高性能、低コストの炭化ホウ素防弾セラミックスが切実な需要を提出しました。したがって、高性能、低コスト炭化ホウ素防弾セラミックス材料の研究開発と応用を展開することで、関連軍事防衛装備の使用性能を大幅に向上させることができ、著しい軍事効果と経済効果を有する。炭化ホウ素防弾セラミックス材料の応用の方向は:重点装備プロジェクト、将来の主力戦車、歩兵戦闘車、空中投下空挺車などの軽装甲車両や武装ヘリコプターの腹板、ボートの上部構造の装甲保護。

⑵ 原子力産業で使われています

炭化ホウ素は、任意の放射性同位元素を形成することなく、中性子を吸収することができますので、それは原子力発電所で彼は理想的な中性子吸収剤ですが、中性子吸収剤は主に核***の速度を制御します。炭化ホウ素は核実験炉では主に制御可能な棒状に作るが、表面積を増やすために粉末状にする場合がある。

1986年のチェルノブイリ原発事故の時、旧ソ連が2000トン近くの炭化ホウ素と砂を投下した後、原子炉は連鎖反応を停止させた。核エネルギー工業では超高圧砲のノズルを作るのに使われる。炭化ホウ素、非常にハードと耐摩耗性、酸とアルカリに反応しないで、高い/低温、耐圧、密度≧2.46g/cm3;微小硬度≧3500kgf/mm2、≥400 mpaの曲げ強度、融点は2450℃..炭化ホウ素は原子炉の制御棒、調整棒、事故棒、安全棒、遮蔽棒を製作し、放射線防護用の炭化ホウ素瓦、板又は中性子吸収器(高b10含有粉末で制造する)を製作し、又はセメントと混用して原子炉の遮蔽層を製作する。これは核燃料素子に次ぐ重要な机能要素である。特性:炭化ホウ素は放射性同位元素を形成せずに大量の中性子を吸収することができるため、原子力発電所では理想的な中性子吸収剤であり、原子炉の炉心ユニットでもあります。中性子吸収剤は主に原子炉の速度を制御するが、表面積を増やすために粉末状にする。炭化ホウ素は中性子吸収断面積が高く、吸収エネルギースペクトルが広く、価格が安く、原料源が豊富で、中性子を吸収した後に強いラムダ線の二次放射がなく、廃棄物の処理が容易であるため、中性子吸収の重要な材料である。

⑶ 不燃材分野では

炭化ホウ素は抗酸化添加物として低炭素マグネシウムれんが、材料を注ぎます。鉄鋼工業では耐熱、耐洗浄の重要な部分に使用されます。例えば、スチールバッグ、出口(水口)、スケートボード、スティックなど。鉄鋼産業の省エネと低炭素鋼製錬の必要性に伴い、研究開発の优れた低炭素マグネシウムれんが(炭素含有量は一般的に< 8%)はますます国内外の業界の注目を集めている。現在、一般炭素結合構造の改善などを通じて、マグネシウム炭素レンガ気質構造の最適化、効率増やす抗酸化剤などの措置を高める低炭素マグネシウム炭素れんがの性能をうち采工业级b4cおよび一部黒鉛化炭黑构成の黒鉛減速化炭黑複合粉体、炭素源と抗酸化剤としては低炭素用マグネシウム炭素れんが、良い効果をあげた。b4cを添加した低炭素マグネシウムレンガは、従来の物理的特性、抗酸化性、熱震安定性に优れています。

特性は、炭化ホウ素くわえて炭素不燃材の中から、抗酸化作用できる製品を博し化阻止炭素の酸化炭素不燃材に含むと同時に1000℃~ 1250℃に反応が起き、生成(9 al2o3・2 b2o3)住结晶不燃材気質とのギャップに分布し、気孔率を下げて、中の温強度を高めて生成结晶体積が膨らみ、治るできる体積が収縮し、ひび割れが減った。

⑷その他のエンジニアリングセラミックス材料用:

炭化ホウ素のサンドブラスト用ノズル、高圧水切断機ノズル、シールリング、セラミック金型などを製作します。特性:炭化ホウ素ノズルは、徐々に知られている硬質合金(タングステン鋼)と炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ、ジルコニアなどのサンドブラスト口の代わりになる高硬度の特徴を持つ。一方、炭化ホウ素、複合陶磁器分野の応用は、炭化ホウ素电子の強い化合物は、また、炭化ホウ素の塑性下手晶界* * *の抵抗が大きく、の难を博した焼成体が、一部の特殊な场合を、微晶炭化水素ガスのように* * *承材料、原子炉の中で动として中性子炭化ホウ素の塊を吸収材を除いて、通常用添加焼成補助の方法の改善炭化ホウ素焼成行為で、より安価で、実用の炭化ホウ素製品を受賞した。更に注目すべきは、b4c—sic複合セラミックスは、炭化ホウ素セラミックスの焼結条件を低下させると同時に、炭化ホウ素セラミックスの优れた物理机械的性能を良好に維持することができることである。b4c-sicセラミックは、高温耐蝕、耐摩耗性材料として広く利用されていると考えられており、工業用ノズル、ポンプの密封、熱押出成形などの分野で使用されている。

ここ数十年来、科学技术の急速な発展、特に電子技术、宇宙技术、コンピュータ技术の急速な発展のため、特殊な特性を持つ材料の必要性が切実になっている。炭化ホウ素は多くの優れた性能を有しており、高級セラミックスファミリーの重要な一員となっている。現在のところ、炭化ホウ素粉末の制造に関連して、炭化ホウ素セラミックス材料の焼結の多くの難題はすでに解決されています。これからの材料分野では、炭化ホウ素はその優れた性能で重要な地位を占めるに違いない。

(5)一般的な工業分野では

炭化ホウ素は溶接面の耐摩耗強度を强化するために高級な耐摩耗溶接棒を作る;研磨材、水切断用研磨材、ダイヤモンド研磨材の修正材として使用する。ジュエリー業界の高精度研磨と研磨。特性:炭化ホウ素は炭化ケイ素や炭化タングステンよりも硬い固体で、昔は粗研磨材として使われていました。それ自体は融点が高いため工業制品に鋳造しにくいが、粉末を高温で溶解することで簡単な形に加工することができ、硬質合金、宝石などの研削、研磨、穴あけ、研磨などに用いられる。

(6)炭化ホウ素の電気的性質の応用:

炭化ホウ素-グラファイト熱電対は、グラファイト管、炭化ホウ素棒、および両者の間の窒化ホウ素ライナーからなる。不活性ガスと真空中での使用温度は2200℃に達する。600~2200℃の間では,電位差と温度の線形関係が良好である。

(7)炭化ホウ素の化学原料としての応用

炭化ホウ素粉末はハロゲン活性化され、鋼及び他の合金のホウ素化剤として鋼表面にホウ素を浸透させ、ホウ素化鉄の薄い層を生成して材料の强度と耐摩耗性を强化する。炭化ホウ素はまた、金属ベースの摩擦材料の非金属添加剤としても使用されます。還元—化合法でホウ素粉末を作る際には、炭化ホウ素をホウ素源として、tib2、zrb2、crb2などの粉末を作ることができ、粉末を作る「炭化ホウ素法」と呼ばれています。

(8)サファイアチップ(led)への炭化ホウ素の応用:

近年、国はled産業の强力なサポートと推進、led産業の発展状况は、したがって、サファイア結晶の生産と加工企業に大きなビジネスチャンスをもたらした。サファイアの結晶は強度が高く、モース硬度(モース硬度9)が大きいため、加工業者に大きな困難をもたらしている。材料と研磨学会の角度から見ると、サファイア結晶***を加工して研磨する材料は人工ダイヤモンド、炭化ホウ素、二酸化ケイ素である。人工ダイヤモンドは大きすぎる硬度(モース硬度10)であるため、サファイアウエハーを研磨する際に表面に傷がつき、ウエハーの透過性に影響を与え、高価になる。二酸化ケイ素硬度が足りず(モース硬度7)、研削力が落ち研磨工程に時間、手間がかかる。そのため、炭化ホウ素研磨剤(モース硬度9.3)は加工と研磨サファイア結晶の理想的な材料になる。炭化ホウ素は,サファイアウエハーの両面研磨やサファイア系ledエピタキシャルバックの薄型化研磨に優れている。国家のいくつかの重点大学はまた炭化ホウ素に対してサファイア結晶を研磨する方面で主要な研究があります。要するに,led産業の急成長に伴い,炭化ホウ素も急浮上することになる。