B4C-keraaminen kehon suojalevy, boorikarbidisuojalaatta

Boorikarbidikeramiikkalevyjen suoritusominaisuudet

1. Erittäin korkea kovuus ja kulumiskestävyys: Boorikarbidin Mohs-kovuus on 9,3, mikä tekee siitä kovuudeltaan toiseksi vain timantin ja kuutiomuotoisen boorinitridin jälkeen. Sen mikrokovuus on noin 50 GPa, ja sen kulumiskestävyys on huomattavasti parempi kuin tavallisten metallien ja keraamisten materiaalien, kuten alumiinioksidin.

2. Matala tiheys ja korkea lujuus: Tiheys on 2,47–2,55 g/cm³, mikä on merkittävästi alhaisempi kuin teräksellä ja silikonikarbidikeraamisilla materiaaleilla. Huoneenlämmössä taivutuslujuus voi saavuttaa 300–400 MPa, mikä yhdistää keveyden ja rakenteellisen lujuuden.

3. Korkean lämpötilan kestävyys ja hapettumisvastus: Boria karbidin sulamispiste on 2450 ℃, ja se voi toimia stabiilisti yli 2000 ℃ inertissä ilmakehässä. Ilmassa hapettumisreaktio on hidas alle 600 ℃:ssa. Kun lämpötila ylittää 800 ℃, pinnalle muodostuu tiheä B₂O₃-oksidi kalvo, joka estää sisäosien edelleen tapahtuvaa hapettumista.

4. Neutronien absorptiokyky: Boriakarbidissa olevalla ¹⁰B-isotoopilla on suuri neutronien absorptiopinta-ala, eikä pitkäikäisiä radioaktiivisia tuotteita synny neutronien absorboitumisen jälkeen. Se on siksi ydinvoimateollisuuden kannalta ideaalinen neutronien varmistus- ja säätömateriaali.

5. Kemiallinen stabiilius ja sähköominaisuudet: Huoneenlämmössä boria karbidin keramiikkalevyt eivät reagoi happojen, emästen ja useimpien orgaanisten liuottimien kanssa, paitsi vetyfluoridihapon kanssa. Se kestää korroosiota paremmin kuin metallit ja tavalliset keraamiset materiaalit, ja sillä on myös hyvä sähköeristyskyky.

Boronia karbidipohjaisten keraamisten levyjen valmistusprosessi

Pudelin valmistus: Päämenetelmiin kuuluvat hiilen lämpövähennysmenetelmä, suora synteesimenetelmä, itselevitävä korkealämpötilasynteesimenetelmä (magnesium-lämpövähennysmenetelmä) ja kemiallinen kaasufaasimuodostusmenetelmä jne. Näistä karboterminen vähennysmenetelmä on tällä hetkellä teollisuudessa tärkein valmistusmenetelmä sen yksinkertaisen käytön ja alhaisen hinnan vuoksi.

Muottoa: Kuivapuristusmuovaus, geelisyöttömuovaus, isostaattinen puristusmuovaus ja muut menetelmät voidaan käyttää. Kuivapuristusmuovauksessa sekoitetaan jauhe pienen määrän sitovaa ainetta kanssa, granuloidaan ja puristetaan sitten muotissa muotoon. Geelisyöttömuovauksessa keramiikkajauhe sekoitetaan orgaanisten monomeerien kanssa ja injektoidaan sitten muottiin, jossa monomeerien polymeroituminen ja muovautuminen käynnistyy. Isostaattinen puristus on prosessi, jossa hyödynnetään nesteen kykyä siirtää paine yhtenäisesti, ja jossa kohteeseen kohdistetaan paine tasaisesti kaikista suunnista sen muovaamiseksi.

Sinterointi: Yleisiä sintrousmenetelmiä ovat paineettoman sintruksen, kuumapuristussintruksen, kuumaisostaattisen puristuksen ja kipinäplasmasintruksen menetelmät. Kuumapuristussintrous on prosessi, jossa materiaaleja sintroutetaan korkeassa lämpötilassa ja korkeassa paineessa, mikä mahdollistaa tiheiden ja lujuisten keraamisten tuotteiden valmistuksen. Paineeton sintrous on yksinkertainen ja edullinen prosessi, mutta sintruksen lämpötila on korkea ja rakeet voivat kasvaa epänormaalisti.

Borikarbidikeraamisten levyjen käyttökohteet

Suojauksen ja kulumisvastuksen alalla: Boorikarbidikeramiikoilla on erittäin vahva kovalenttinen sidoksien rakenne ja erinomaiset ominaisuudet, kuten poikkeuksellisen korkea kovuus, suuri taivutuslujuus, erinomainen hapettumisvastus ja hyvä korroosionkesto. Ne ovat erittäin laadukkaita iskunkestäviä, lämpövastuksisia ja kulumisvastaisia materiaaleja, ja niitä käytetään yleisesti myös luotiliivikeramiikkana. Lisäksi boorikarbidikeramiikat omaavat voimakkaan lämmönabsorptiokyvyn ja erittäin alhaisen lämpölaajenemiskertoimen, joiden ansiosta ne voivat tehokkaasti absorboimaan luotien lämpöenergian ja estää panssarin helposti muodonmuutoksia. Useista yleisesti käytetyistä luotiliivikeramiikoista boorikarbidikeramiikkalevyillä on korkein kovuus mutta matalin tiheys. Siksi niitä on aina pidetty suhteellisen ihanteellisena luotiliivipanssarikeramiikkana. Ne ovat keskeisiä materiaaleja yksilöllisissä luotiliiveissä, taistelukaluston panssaroinnissa ja helikopterien suojalevyissä. Samalla suojautumistasolla laitteiston painoa voidaan vähentää yli 50 % verrattuna teräspanssariin. Niistä voidaan valmistaa myös teollisia kulumisvastaisia osia, kuten puhalluspiippuja ja hiontimedialla, joiden käyttöikä on 5–10-kertainen tavallisiin metalleihin tai alumiinioksidikeramiikkoihin verrattuna.

Ydinvoimateollisuudessa: Erityisesti suurten määrien valmistukseen käytetään edistynyttä painamatta tehtyä sintroutumisteknologiaa, jolla on korkea tuotantotehokkuus, joustava säätömahdollisuus keraamisten parametrien osalta ja korkea puhdastaso boorikarbidituotteissa. Yrityksellemme on kehitetty erityinen kaava ydinvoimaa varten tarkoitettuun boorikarbidiin. Muiden alkuaineiden lisäämättä jättäminen takaa, että painamatta sintroutuneen boorikarbidikeraamin kaikki indikaattorit täyttävät ydinvoimateollisuuden vaatimukset, eikä tuotteita tarvitse koneoida laajasti. Lisäksi voimme tuottaa massatuotantona boorikarbidiohjaintankojen ytimiä, boorikarbidisuojapalloja, boorikarbidivälikappaleita, boorikarbidisuoja- tiiliä, ohuita boorikarbidilevyjä sekä muita neutronien absorptioon käytettäviä tuotteita, joita käytetään laajalti ydinreaktoreissa. Tuottamamme boorikarbidikeraami kykenee tehokkaasti säätämään reaktorin sisäistä neutronitiheyttä vakaiden toimintojen ylläpitämiseksi, samalla vähentäen säteilyvuodon riskiä ydinjätteen käsittelyn ja kuljetuksen aikana.

Boronia karbidilaattoja käytetään laajalti myös siviilikäytössä ydinvoima- ja sotilaskäytön lisäksi, kuten luodinkestävissä lasipinnoissa ja luodinkestävässä lasissa.

  
Parametri