B4C keramikos kūno apsaugos plokštė iš borono karbido, apsauginė plytelė

Boros karbido keramikos lakštų savybės

1. Ekstremali kietumas ir nusidėvėjimo atsparumas: Boros karbido Mohso kietumas yra 9,3, pralenkiamas tik deimanto ir kubinio borono nitrido. Jo mikrokietumas siekia apie 50 GPa, o nusidėvėjimo atsparumas yra žymiai geresnis už įprastus metalus bei keramines medžiagas, tokius kaip aliumina.

2. Mažas tankis ir didelis stipris: Jo tankis yra 2,47–2,55 g/cm³, kuris yra žymiai mažesnis nei plieno ir silicio karbido keramikos. Kambario temperatūroje lenkimo stipris gali pasiekti 300–400 MPa, derindamas lengvumą su konstrukciniu stiprumu.

3. Aukštos temperatūros atsparumas ir oksidacijos atsparumas: bor karbido keramikos lakštų lydymosi temperatūra yra 2450 ℃, inertinėje atmosferoje jie gali stabiliai veikti aukščiau nei 2000 ℃. Ore oksidacijos reakcija žemiau 600 ℃ vyksta lėtai. Kai temperatūra viršija 800 ℃, paviršiuje susidaro tanki B₂O₃ oksido plėvelė, kuri neleidžia tolesnės vidaus medžiagų oksidacijos.

4. Neutronų sugeriamumas: bor karbide esantis ¹⁰B izotopas turi didelį neutronų sugerties skerspjūvį, o neutronus sugėrus be ilgalaikių radioaktyviųjų produktų. Tai idealus neutronų skyrimo ir valdymo medžiaga branduolinėje pramonėje.

5. Cheminė stabilumas ir elektrinės savybės: kambario temperatūroje bor karbido keramikos lakštai nereaguoja su rūgštimis, šarmais ir dauguma organinių tirpiklių, išskyrus fluoranglies rūgštį. Jie turi geresnį korozijos atsparumą lyginant su metalais ir įprastomis keraminėmis medžiagomis, taip pat puikias elektrines izoliacines savybes.

Boro karbido keramikos lakštų gamybos procesas

Pulvo paruošimas: Pagrindiniai metodai apima anglies terminio redukcijos metodą, tiesioginio sintezės metodą, savaiminio aukštos temperatūros sintezės metodą (magnio terminio redukcijos metodas) ir cheminės garų nusodinimo metodą. Tarp jų angliarūgščio redukcijos metodas šiuo metu yra svarbiausias pramonėje naudojamas paruošimo būdas dėl paprastos operacijos ir žemos kainos.

Liejimas formose: Gali būti taikomos sauso slėgio formavimo, gelio injekcinio formavimo, izostatinio presavimo ir kitos formavimo metodikos. Sauso slėgio formavimas apima miltelių maišymą su nedideliu kiekiu rišiklio, granuliavimą ir tolesnį presavimą formoje. Gelio injekcinis formavimas apima keramikos miltelių maišymą su organiniais monomerų junginiais ir jų įpurškimą į formą, kad inicijuotų monomerų polimerizaciją bei formavimąsi. Izostatinis presavimas – tai procesas, kurio metu pasinaudojama skysčių savybe vienodai perduoti slėgį, taikant pavyzdžiui slėgį iš visų pusių vienodai, kad būtų suformuota detalė.

Suliejimas: Bendros sinteravimo metodai apima sinteravimą be slėgio, karščio presavimo sinteravimą, karšto izostatinio presavimo sinteravimą ir kibirkštinio plazminio sinteravimo būdus. Karščio presavimo sinteravimas yra medžiagų sinteravimo procesas aukštoje temperatūroje ir aukštu slėgiu, kuris leidžia gaminti keramikos gaminius su dideliu tankiu ir stiprumu. Sinteravimas be slėgio yra paprastas ir mažos kainos procesas, tačiau sinteravimo temperatūra yra aukšta, o grūdeliai linkę netinkamai augti.

Boro karbido keramikos plokščių taikymo sritys

Apsaugos ir dilimo atsparumo srityje: bor karbido keramika turi itin stiprią kovalentinę ryšių struktūrą ir puikias savybes, tokias kaip ultraaukštas kietumas, didelis lenkimo stipris, puikus oksidacijos atsparumas ir geras korozijos atsparumas. Tai labai aukštos kokybės smūgiams, šilumai ir dėvėjimuisi atsparios medžiagos, taip pat viena iš dažniausiai naudojamų kulkas nepraleidžiančių keraminių medžiagų. Be to, bor karbido keramika pasižymi dideliu šilumos sugeriamumu ir itin žemu šiluminio plėtimosi koeficientu, todėl efektyviai sugeria kulkų šiluminę energiją ir neleidžia šarvams lengvai deformuotis. Tarp keleto dažnai naudojamų kulkas nepraleidžiančių keramikos rūšių, bor karbido keraminės plokštės turi aukščiausią kietumą, bet mažiausią tankį. Dėl to ją visada laikoma santykinai idealia kulkas nepraleidžiančių šarvų keramika. Ji yra pagrindinė medžiaga individualiems kulkas nepraleidžiantiems liemenėms, kovos transporto priemonių šarvams ir sraigtasparnių apsauginėms plokštėms. Esant tam pačiam apsaugos lygiui, įrangos svoris sumažėja daugiau nei 50 %, palyginti su plieniniais šarvais. Jos taip pat galima gaminti pramoninius dėvėjimuisi atsparius komponentus, tokius kaip smėlio pustuvus ir malimo terpę, kurių tarnavimo laikas 5–10 kartų ilgesnis nei įprastų metalinių detalių arba aliuminio oksido keramikos detalių.

Branduolinės pramonės srityje: Boros karbido keramikai gaminti naudojama pažangi bepresės sinterizacijos technologija, kuri pasižymi aukšta gamybos efektyvumu, lankstiais keramikos parametrais ir grynu boros karbido produktais. Mūsų įmonė sukūrė specialią formulę branduolinei energetikai skirtam boros karbidui. Nesivedant kitų elementų, bepresės sinterizacijos būdu gaminamų boros karbido keramikos rodikliai atitinka branduolinės energijos pramonės reikalavimus, o produktams nereikia išsamios apdirbimo. Be to, galime masiškai gaminti boros karbido valdymo lazdelių šerdies, boros karbido apsaugines rutulių formas, boros karbido skydus, boros karbido apsaugines plyteles, plonasias boros karbido plokšteles bei kitus neutronų sugeriančius produktus, kurie plačiai naudojami branduoliniuose reaktoriuose. Mūsų gaminamos boros karbido keramikos efektyviai kontroliuoja reaktoriaus viduje esančią neutronų koncentraciją, užtikrindamos stabilų veikimą, taip pat sumažina spinduliuotės nutekėjimo riziką tvarkant ir vežant branduolinį atliekų.

Be to, kad boro karbido keraminės plokštės plačiai naudojamos karinėje ir atominės energijos pramonėje, jos taip pat dažnai naudojamos civilinėse srityse, pvz., šaudmenų nepramušamose stiklinėse ir šaudmenų nepramušamuose stikluose.

  
Parametras