Керамична защитна плоча B4C от карбид на бор, защитен плочов материал

Експлоатационни характеристики на керамичните листове от борен карбид

1. Изключително висока твърдост и износостойност: Твърдостта по Моос на борния карбид е 9,3, след диаманта и кубичния борен нитрид. Неговата микротвърдост е приблизително 50 GPa, а неговата износостойност е значително по-добра в сравнение с обичайни метали и керамични материали като алумина.

2. Ниска плътност и висока якост: Плътността му е 2,47–2,55 g/cm³, значително по-ниска в сравнение с тази на стоманата и керамиката от силициев карбид. При стайна температура огъващата якост може да достигне 300–400 MPa, което осигурява комбинация от лекота и структурна якост.

3. Устойчивост на високи температури и окисление: Температурата на топене на керамичните плочи от борен карбид е 2450 ℃ и те могат стабилно да работят при температури над 2000 ℃ в инертна атмосфера. Във въздуха окислението е бавно при температури под 600 ℃. При температури над 800 ℃ на повърхността се образува плътен оксиден филм от B₂O₃, който предотвратява допълнителното окисляване на вътрешните материали.

4. Способност за абсорбция на неутрони: Изотопът ¹⁰B, съдържащ се в борния карбид, има голямо напречно сечение за поглъщане на неутрони и след поглъщането им не се образуват дългоживеещи радиоактивни продукти. Това го прави идеален материал за неутронно екраниране и контрол в ядрената промишленост.

5. Химическа стабилност и електрически свойства: При стайна температура керамичните плочи от борен карбид не реагират с киселини, основи и повечето органични разтворители, с изключение на флуороводородната киселина. Те притежават по-добра корозионна устойчивост в сравнение с метали и обикновени керамични материали и също така имат добра електрическа изолация.

Производствен процес на керамични плочи от бор карбид

Подготовка на прах: Основните методи включват метод на въглеродно термично възстановяване, директен синтез, самоподдържащ се синтез при висока температура (магниево термично възстановяване) и метод за отлагане от парна фаза и др. Сред тях, методът на въглеродно термично възстановяване в момента е най-важният промишлен метод за получаване поради простотата си и ниската си цена.

Формиране: Могат да се прилагат методи като пресоване в сухо, гелово инжектиране, изостатично пресоване и други. Пресоването в сухо включва смесване на прах с малко количество свързващо вещество, гранулиране и след това пресоване във форма. Геловото инжектиране включва смесване на керамичен прах с органични мономери и други компоненти, след което сместа се инжектира във форма, където се инициира полимеризация и оформяне на мономерите. Изостатичното пресоване е процес, при който се използва свойството на течностите да предават налягането равномерно, като на образеца се прилага налягане еднакво от всички посоки, за да бъде оформен.

Синтериране: Общите методи за спечатване включват спечатване без налягане, горещо пресоване, хорещо изостатично пресоване и плазмено спечатване с искра и др. Спечатването чрез горещо пресоване е процес на спечатване на материали при висока температура и високо налягане, който може да произвежда керамични продукти с висока плътност и висока якост. Процесът на спечатване без налягане е прост и с ниска цена, но температурата за спечатване е висока и зърната лесно подлежат на аномален растеж.

Приложни области на керамични плочи от борен карбид

В областта на защитата и износоустойчивостта: керамиката от борен карбид притежава изключително силна ковалентна връзка и отлични свойства, като свръхвисока твърдост, висока якост на огъване, отлична устойчивост на окисляване и добра корозионна устойчивост. Тя е материал с много високо качество за удържане на удар, топлоустойчив и износоустойчив, както и един от често използваните керамични материали за бронежилетки. Освен това, керамиката от борен карбид притежава силна способност за абсорбиране на топлина и изключително нисък коефициент на топлинно разширение, което позволява ефективно абсорбиране на топлинната енергия от куршуми и предотвратява лесното деформиране на бронята. От няколко често използвани бронекерамични материала, пластините от борен карбид имат най-високата твърдост, но най-ниската плътност. Поради това винаги се счита за сравнително идеален керамичен материал за броня. Той е основен материал за индивидуални бронежилетки, броня на бойни превозни средства и защитни плочи за хеликоптери. При едно и също ниво на защита, теглото на оборудването се намалява с повече от 50% в сравнение със стоманена броня. Може също да се използва за производство на промишлени износостойки части като дюзи за пясъкоструйна обработка и шлифовъчни среди, с продължителност на живот 5 до 10 пъти по-голяма в сравнение с обикновени метални или алуминиево-керамични части.

В ядрената индустрия: Приета е напреднала технология за спечелване без пресоване за серийно производство на керамика от карбид на бор, характеризираща се с висока производителност, гъвкава корекция на керамичните параметри и висока чистота на продуктите от карбид на бор. Нашата компания е разработила специална формула за карбид на бор за ядрена енергетика. Без въвеждане на други елементи, различните показатели на спечелената без пресоване керамика от карбид на бор отговарят на изискванията на ядрената енергетика и продуктите не изискват обемно машинно обработване. Освен това можем да произвеждаме серийно ядра на контролни пръти от карбид на бор, защитни сфери от карбид на бор, екраниращи плочи от карбид на бор, защитни тухли от карбид на бор, тънки листове от карбид на бор и други неутронно-абсорбиращи продукти, широко използвани в ядрени реактори. Произведената от нас керамика от карбид на бор може ефективно да регулира плътността на неутроните вътре в реактора, за да осигури стабилна работа, както и да намали риска от радиационни изтичания при обработката и транспортирането на ядрени отпадъци.

Освен във военната и ядрената енергетика, керамичните плочи от борен карбид намират широко приложение и в цивилни области, като бронирани стъкла и противооткатни стъкла.

  
Параметър