Placa de protección corporal cerámica B4C, baldosa protectora de carburo de boro

Características de rendemento das láminas cerámicas de carburo de boro

1. Dureza ultraelevada e resistencia ao desgaste: A dureza Mohs do carburo de boro é 9,3, só superada polo diamante e o nitruro de boro cúbico. A súa microdureza é de aproximadamente 50 GPa, e a súa resistencia ao desgaste é significativamente mellor que a dos metais e materiais cerámicos comúns como a alúmina.

2. Baixa densidade e alta resistencia: A súa densidade é de 2,47-2,55 g/cm³, considerablemente inferior á do aceiro e das cerámicas de carburo de silicio. A temperatura ambiente, a súa resistencia á flexión pode acadar 300-400 MPa, presentando unha combinación de lixeireza e resistencia estrutural.

3. Resistencia a altas temperaturas e á oxidación: O punto de fusión das láminas cerámicas de carburo de boro é de 2450 ℃, e poden operar de forma estable por encima de 2000 ℃ nunha atmosfera inerte. No aire, a reacción de oxidación é lenta por debaixo de 600 ℃. Cando a temperatura supera os 800 ℃, forma-se unha película densa de óxido B₂O₃ na superficie, impedindo a ulterior oxidación dos materiais internos.

4. Capacidade de absorción de neutróns: O isótopo ¹⁰B presente no carburo de boro ten unha alta sección eficaz de absorción para neutróns, e non se xeran produtos radioactivos de longa duración despois de absorber neutróns. É un material ideal para o blindaxe e control de neutróns na industria nuclear.

5. Estabilidade química e propiedades eléctricas: A temperatura ambiente, as láminas cerámicas de carburo de boro non reaccionan con ácidos, bases e a maioría dos disolventes orgánicos, agás co ácido fluorhídrico. Ten unha mellor resistencia á corrosión que os metais e os materiais cerámicos comúns, e tamén posúe boas propiedades de illamento eléctrico.

Proceso de fabricación de láminas cerámicas de carburo de boro

Preparación do pó Os métodos principais inclúen o método de redución térmica con carbono, o método de síntese directa, o método de síntese a alta temperatura auto-sostida (método de redución con magnesio) e o método de deposición química en fase vapor, etc. Entre eles, o método de redución carbotérmica é actualmente o método de preparación máis importante na industria debido á súa operación sinxela e baixo custo.

Moldeado Poden adoptarse métodos como a molduración por prensado en seco, molduración por inxección de gel, prensado isostático e outros. A molduración por prensado en seco consiste en mesturar o polo cunha pequena cantidade de aglutinante, granulalo e despois prensalo nun molde para darlle forma. A molduración por inxección de gel implica mesturar o polo cerámico con monómeros orgánicos, etc., e logo inxectalo nun molde para activar a polimerización e molduración dos monómeros. O prensado isostático é un proceso que aproveita a propiedade dos líquidos de transferir uniformemente a presión, aplicando presión á mostra de maneira uniforme desde todas as direccións para formala.

Sinterización: Os métodos comúns de sinterización inclúen a sinterización sen presión, a sinterización por prensado en quente, a sinterización por prensado isostático en quente e a sinterización por plasma de centellas, etc. A sinterización por prensado en quente é un proceso de sinterización de materiais baixo condicións de alta temperatura e alta presión, o que pode producir produtos cerámicos con alta densidade e alta resistencia. O proceso de sinterización sen presión é sinxelo e de baixo custo, pero a temperatura de sinterización é elevada e os grans son propensos a crecer de forma anormal.

Campos de aplicación das láminas cerámicas de carburo de boro

No campo da protección e resistencia ao desgaste: as cerámicas de carburo de boro teñen unha estrutura de enlace covalente extremadamente forte e excelentes propiedades, como dureza ultraelevada, alta resistencia á flexión, excelente resistencia á oxidación e boa resistencia á corrosión. Son materiais de moi alta calidade resistentes ao impacto, ao calor e ao desgaste, e tamén son un dos materiais cerámicos antibalas máis utilizados. Ademais, as cerámicas de carburo de boro posúen unha gran capacidade de absorción térmica e un coeficiente de expansión térmica extremadamente baixo, o que permite absorber eficazmente a enerxía térmica das balas e evita que a armadura se deforme facilmente. Entre varias cerámicas antibalas comúnmente empregadas, as láminas de cerámica de carburo de boro presentan a maior dureza pero a menor densidade. Por iso, sempre foi considerada unha cerámica relativamente ideal para armaduras antibalas. É o material central en coletes antibalas individuais, armaduras para vehículos de combate e placas protectoras para helicópteros. Ao mesmo nivel de protección, o peso do equipo redúcese en máis do 50 % en comparación coa armadura de aceiro. Tamén pode usarse para fabricar pezas industriais resistentes ao desgaste, como boquillas para chorro de areia e medios de moenda, cunha vida útil de 5 a 10 veces superior ás pezas metálicas ordinarias ou de cerámica de alúmina.

Na industria nuclear: Adóitase unha tecnoloxía avanzada de sinterización sen prensado para a produción en masa de cerámicas de carburo de boro, caracterizada por alta eficiencia produtiva, axuste flexible dos parámetros cerámicos e alta pureza dos produtos de carburo de boro. A nosa empresa desenvolveu unha fórmula especial para o carburo de boro en enerxía nuclear. Sen introducir outros elementos, os diversos indicadores das cerámicas de carburo de boro sinterizadas sen prensado cumpren os requisitos da industria da enerxía nuclear, e os produtos non requiren mecanizado extensivo. Ademais, podemos producir en masa núcleos de barras de control de carburo de boro, esferas protectoras de carburo de boro, placas de blindaxe de carburo de boro, ladrillos protexentes de carburo de boro, láminas finas de carburo de boro e outros produtos de absorción de neutróns amplamente utilizados en reactores nucleares. As cerámicas de carburo de boro que producimos poden controlar de maneira efectiva a densidade de neutróns no interior do reactor para manter un funcionamento estable, así como reducir o risco de fuga de radiación durante o tratamento e o transporte de residuos nucleares.

Ademais das industrias militar e de enerxía nuclear, as láminas de cerámica de carburo de boro tamén se usan amplamente en campos civís, como os cristais á proba de balas e o vidro antibalas.

  
Parámetro