B4C kerámiabetét védelmi lemez, bórkarbid védőcsempe

A bórkarbid kerámialemezek teljesítményjellemzői

1. Ultramagas keménység és kopásállóság: A bórkarbid Mohs-keménysége 9,3, ami csak a gyémánt és a kubikus bór nitrid után a harmadik. Mikrokeménysége körülbelül 50 GPa, kopásállósága jelentősen jobb, mint az alumínium-oxidhoz hasonló közönséges fémek és kerámiáké.

2. Alacsony sűrűség és magas szilárdság: Sűrűsége 2,47–2,55 g/cm³, ami jelentősen alacsonyabb, mint az acélé vagy a szilíciumkarbid-kerámiáké. Szobahőmérsékleten hajlítási szilárdsága elérheti a 300–400 MPa-t, így könnyűséget és szerkezeti szilárdságot kombinál.

3. Magas hőállóság és oxidációs állóság: A bórkarbid kerámialemezek olvadáspontja 2450 ℃, inerthatású környezetben 2000 ℃ felett is stabilan működhetnek. Levegőn 600 ℃ alatt az oxidációs reakció lassú. Amikor a hőmérséklet meghaladja a 800 ℃-ot, sűrű B₂O₃ oxidfólia képződik a felületen, amely megakadályozza a belső anyagok további oxidációját.

4. Neutronelnyelő képesség: A bórkarbidban található ¹⁰B izotóp nagy hatáskeresztmetszettel rendelkezik a neutronok elnyelésére, és neutronok elnyelése után nem keletkeznek hosszú élettartamú radioaktív termékek. Ezért ideális neutronárnyékoló és szabályozó anyag a nukleáris iparban.

5. Kémiai stabilitás és elektromos tulajdonságok: Szobahőmérsékleten a bórkarbid kerámialemezek nem reagálnak savakkal, lúgokkal és a hidrogén-fluoridtól eltekintve a legtöbb szerves oldószerrel. Jobb korrózióállóságuk van, mint a fémeknek és a hagyományos kerámiaanyagoknak, ugyanakkor jó elektromos szigetelők is.

Boronkarbid kerámialemezek gyártási folyamata

Por előkészítése: A főbb módszerek közé tartozik a karbotermális redukciós eljárás, a direkt szintézis módszere, az önmagát fenntartó magas hőmérsékletű szintézis (magnézium-termikus redukciós módszer) és a kémiai gőzfázisú ülepítési eljárás stb. Ezek közül a karbotermális redukciós eljárás jelenleg az ipar legfontosabb előállítási módszere, mivel egyszerű kezelhetősége és alacsony költsége miatt kitüntetett szerepet játszik.

Formázás: Száraz sajtolásos formázás, zselé injektálásos formázás, izosztatikus sajtolásos formázás és egyéb módszerek alkalmazhatók. A száraz sajtolásos formázás során a port keverik egy kis mennyiségű kötőanyaggal, granulálják, majd forma segítségével alakítják ki. A zselé injektálásos formázás során a kerámia port szerves monomerekkel keverik, majd formába injektálják, ahol a monomerek polimerizációja és formázása bekövetkezik. Az izosztatikus sajtolás olyan eljárás, amely kihasználja a folyadékok nyomását egyenletesen továbbító tulajdonságát, így az anyagmintára minden irányból egyenletesen ható nyomást alkalmazva alakítja azt.

Sűrítés: A gyakori szinterezési módszerek közé tartozik a nyomásmentes szinterezés, a forró sajtolásos szinterezés, a forró izosztatikus sajtolásos szinterezés és az ívplazma-szinterezés, stb. A forró sajtolásos szinterezés olyan eljárás, amely során anyagokat magas hőmérsékleten és nyomáson szintereznek, így előállíthatók nagy sűrűségű és nagy szilárdságú kerámia termékek. A nyomásmentes szinterezés folyamata egyszerű és alacsony költségű, de a szinterezési hőmérséklet magas, és a kristályszemek hajlamosak rendellenes növekedésre.

Boronkarbid kerámialemezek alkalmazási területei

A védettség és kopásállóság terén: a bórkarbid kerámiák rendkívül erős kovalens kötésű szerkezettel és kiváló tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például ultra magas keménység, nagy hajlítási szilárdság, kitűnő oxidációs állóság és jó korrózióállóság. Kiváló minőségű ütésálló, hőálló és kopásálló anyagok, valamint a gyakran használt lövedékbiztos kerámiák egyike is. Emellett a bórkarbid kerámiáknak erős hőelnyelő képességük és rendkívül alacsony hőtágulási együtthatójuk van, amely hatékonyan elnyeli a lövedékek hőenergiáját, és megakadályozza, hogy a páncél könnyen deformálódjon. A többféle gyakran használt lövedékbiztos kerámiát tekintve a bórkarbid kerámialemezek rendelkeznek a legmagasabb keménységgel, ugyanakkor a legalacsonyabb sűrűséggel. Ezért mindig viszonylag ideális lövedékbiztos páncélkerámiaként tekintenek rá. Az egyéni lövedékbiztos mellények, harcjárművek páncélzata és helikopterek védőlemezeinek alapvető anyaga. Azonos védelmi szint mellett az eszközök súlya több mint 50%-kal csökken acélpáncélhoz képest. Ipari kopásálló alkatrészekként is előállíthatók, például homokfúvó fúvókák és darálóközegek, melyek élettartama 5–10-szer hosszabb az átlagos fémből vagy alumínium-oxid kerámiából készült alkatrészekhez képest.

A nukleáris iparban: A fejlett, préselésmentes szinterezési technológiát kötegelt gyártásra használják bórkarbid kerámia előállításához, amelynek jellemzői a magas termelékenység, a kerámia paramétereinek rugalmas beállítása és a bórkarbid termékek magas tisztasága. Cégünk kifejlesztett egy speciális összetételt nukleáris energiához használt bórkarbidhoz. Más elemek bevezetése nélkül a préselésmentesen szinterezett bórkarbid kerámiák különböző mutatói megfelelnek a nukleáris ipar követelményeinek, és a termékek nem igényelnek kiterjedt gépi megmunkálást. Emellett tömeggyártásban is elő tudjuk állítani a bórkarbid vezérlőrúdmagokat, bórkarbid védőgolyókat, bórkarbid árnyékoló lemezeket, bórkarbid védőtéglákat, bórkarbid vékonylemezeket és egyéb neutronelnyelő termékeket, amelyeket széles körben alkalmaznak nukleáris reaktorokban. A mi általunk előállított bórkarbid kerámiák hatékonyan szabályozzák a reaktor belsejében lévő neutron-sűrűséget a stabil működés fenntartása érdekében, továbbá csökkentik a sugárzás kiszivárgásának kockázatát a nukleáris hulladékok kezelése és szállítása során.

A bórkarbid kerámialemezeket a katonai és nukleáris ipar mellett polgári területeken is széles körben használják, például lövedékbiztos üvegek és páncélozott üvegek gyártásához.

  
Paraméter