碳化硼陶瓷是新型陶瓷中重要的耐磨损和高硬度结构陶瓷材料。由于硼和碳都为非金属元素，而且原子半径接近，其结合方式不同于一般间隙化合物，因此碳化硼陶瓷具有高熔点、超高硬度、低密度、耐磨损和耐腐蚀等许多独特的优异性能，在国防、核能、航空航天、机械、耐磨损技术等领域，正日益显示出其广阔的发展应用前景。
图.碳化硼特种陶瓷via网络1碳化硼陶瓷特性
碳化硼这一化合物最早是在年被发现的，但直到年，化学计量分子式为B4C的化合物才被提出和认知。
碳化硼是目前已知材料中硬度仅次于金刚石和立方氮化硼的超硬材料，硬度高达kg/mm；密度低，仅为2.52g/cm，是钢铁的1/3；弹性模量高，为GPa；熔点高，约为℃；其热膨胀系数低，导热率较高。此外，碳化硼具有很好的化学稳定性，耐酸耐碱耐腐蚀，在常温下不与酸碱及大多数无机化合物液体反应，仅在氢氟酸-硫酸、氢氟酸-硝酸混合液中有缓慢的腐蚀，且与大多数熔融金属不润湿，不发生作用。碳化硼还具有很好的吸收中子能力，这是其它陶瓷材料不具备的。
纯碳化硼的致密化烧结是极其困难的。这是因为其共价键份数达93.94%，高于其他结构陶瓷，如SiC（88%），Si3N4（70%）等。从而使碳化硼内气孔的消除、晶界和体积扩散的传质机制需在℃以上。例如，普通B4C粉末于~℃常压烧结，只能达到80%~87%相对密度。在如此高的温度下烧结，晶粒会快速粗化与长大，不利于气孔的排除，将造成大量的残余气孔使材料致密度受限制。因此碳化硼的烧结必须采用有效添加剂或进行压力烧结。
2碳化硼陶瓷的应用
如前所述，B4C陶瓷具有低密度（密度低于SiC和Si3N4陶瓷）、高硬度（高于SiC和Si3N4）、高弹性模量、耐腐蚀、耐磨损、良好的中子吸收性能，以及良好的高温半导体特征等，从而在国防、核能和耐磨技术等领域得到广泛应用。
3.1防弹装甲领域
由于B4C陶瓷具有轻质、超高硬和和高弹性模量特性，是防弹背心、防弹头盔和防弹装甲的最佳材料，年代就开始应用碳化硼陶瓷作为陶瓷装甲材料。与其它防弹材料（如SiC、Al2O3）相比，B4C陶瓷更轻更硬，特别适宜用于武装直升机和其它航空器作为防弹装甲材料，可有效抵挡炮弹。因此，B4C陶瓷一般只用于某些对防护性能有很高要求的特殊场合，如美军的V22“鱼鹰”旋转翼飞机的机组人员座椅。另外，英军使用的增强型人体护甲（EBA）也采用了碳化硼陶瓷，其可以防御12.7mm钢心穿甲弹。
图.“拦截者”防弹衣英国BAE系统公司的先进陶瓷分公司生产的碳化硼陶瓷，已用作美军“拦截者”防弹衣。年，美国陆军在制造技术计划中确定了陶瓷装甲工艺的研究项目，该项目主要研究如何低成本大量生产“拦截者”防弹衣系统所需的碳化硼（B4C）轻武器防护插板装甲。参加这个项目的单位包括美国海军陆战队、美国陆军士兵与生物化学司令部，专业防务系统公司、Simula矶山公司、Cer
转载请注明地址:http://www.1xbbk.net/jwbzn/1730.html
