碳化硼是一种具备金属光彩的黑色晶体,别名黑钻石,属于无机非金属材料。暂时众人对碳化硼这类材料的熟知或者是由于防弹装甲的运用,由于它在陶瓷材猜中密度最低,具备弹性模量较高、硬度高档上风,也许抵达很好的哄骗微破灭来摄取射弹能量的功效,同时只管减少负重。但原来,碳化硼尚有很多其余的奇性格质,也许使其在磨料、耐火材料、核产业、航空航天等范围表现急迫影响。
碳化硼
碳化硼的性质
在物理性质方面,碳化硼的硬度仅在金刚石与立方氮化硼以后,高温下仍能坚持很高强度,可做为幻想的高温耐磨材料;碳化硼密度特别小(理论密度仅为2.52g/cm3),轻于通常的陶瓷材料,可运用于航天航空范围;碳化硼的中子摄取手腕很强,热平稳功用较好,熔点为℃,因而它在核产业范围也有遍及运用,同时它的中子摄取手腕经过增加B元素还可进一步改革;特定状貌和机关的碳化硼材料还具备特别的光电等功用;其余,碳化硼尚有高熔点、高弹性模量、低膨胀系数和优良的氧摄取手腕等长处,这些都使它成为冶金、化工、死板、航空航天兵工等稠密范围的一种潜在的运用材料。比如,耐蚀耐磨零件、制做防弹装甲、反响堆管束棒和热电元件等。
在化学性质方面,碳化硼在常温下不会和酸、碱以及大大都无机化合物产生反响,常温下险些不与氧气、卤族气体反响,化学性质平稳。其余,碳化硼粉末做为钢硼化剂受卤素活化,在钢的表面渗入硼以生成硼化铁薄膜进而巩固了材料的强度和耐磨性,其化学功用优质。
咱们都晓得材料的性质决计用处,那末碳化硼粉体在哪些运用中有着优异体现呢?
碳化硼的运用
01
碳化硼被用做抛光磨料
碳化硼做为磨料的运用主如果用于蓝宝石的研磨抛光,在超硬材猜中,碳化硼的硬度优于氧化铝和碳化硅,仅次于金刚石和立方氮化硼。蓝宝石是实践运用的半导体GaN/Al2O3发光二极管(LED)、大范围集成电路SOI和SOS及超导纳米机关薄膜等最幻想的衬底材料,其表面的滑腻水平请求很高,务必抵达超滑腻无损伤的水平。由于蓝宝石晶体的强度高、硬度大(莫氏硬度9)给加工企业带来了很大的艰苦。
从材料和研磨学界的角度来看,加工和研磨蓝宝石晶体最佳的材料是人工金刚石、碳化硼、碳化硅、二氧化硅。人工金刚石硬渡过大(莫氏硬度10)在研磨蓝宝石晶转瞬会对表面形成划伤,影响晶片的透光度,而且价值昂贵;碳化硅切割完通常毛糙度RA较高,平坦度较差;而二氧化硅硬度不敷(莫氏硬度7)、磨削力差在研磨工程中费时、费工。因而,碳化硼磨料(莫氏硬度9.3)成为加工和研磨蓝宝石晶体最幻想的材料,在蓝宝石晶片的双面研磨和蓝宝石基LED外在片背减薄抛光方面有着突出的体现。
值得一提的是,由于碳化硼在℃以上时,外貌会氧化成B2O3薄膜,使其产生必要的软化,因而在磨料运用中并不实用于温渡太高的干磨,只实用于抛光液研磨。但这类性质可制止B4C的进一步被氧化,使它在耐火材料运用中有奇特的上风。
02
在耐火材料方面的运用
碳化硼具备抗氧化、耐高温的性格,通常被用做高档的定形和未必形耐火材料遍及用在冶金各个范围,如钢铁炉具、窑具等。
跟着钢铁产业节能降耗和锻炼低碳钢、超低碳钢的需求,研讨开采功用优质的低碳镁碳砖(碳含量通常﹤8%)日趋遭到国表里业界的
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