B4C keramiskt kroppsskyddsplatta, borcarbid skyddspanel

Prestandaegenskaper hos boronkarbidkeramiska plattor

1. Extrem hårdhet och slitagebeständighet: Mohshårdheten för boronkarbid är 9,3, endast efterlägsen diamant och kubiskt boronnitrid. Dess mikrohårdhet är cirka 50 GPa, och dess slitstyrka är avsevärt bättre än vanliga metaller och keramiska material såsom aluminiumoxid.

2. Låg densitet och hög hållfasthet: Densiteten är 2,47–2,55 g/cm³, avsevärt lägre än stål och kisiumkarbidkeramer. Vid rumstemperatur kan böjhållfastheten uppnå 300–400 MPa, vilket innebär en kombination av lättvikt och strukturell hållfasthet.

3. Hög temperaturmotstånd och oxidationsmotstånd: Smältpunkten för borcarbidkeramiska plattor är 2450 °C, och de kan arbeta stabilt ovan 2000 °C i en inaktiv atmosfär. I luft är oxidationen långsam under 600 °C. När temperaturen överstiger 800 °C bildas en tät oxidfilm av B₂O₃ på ytan, vilket förhindrar ytterligare oxidation av de inre materialen.

4. Neutronabsorptionsförmåga: Den ¹⁰B-isotop som finns i borcarbid har ett högt absorptionstvärsnitt för neutroner, och det bildas inga långlivade radioaktiva produkter efter neutronabsorption. Det är ett idealiskt material för neutronskärmning och kontroll inom kärnindustrin.

5. Kemisk stabilitet och elektriska egenskaper: Vid rumstemperatur reagerar borcarbidkeramiska plattor inte med syror, baser och de flesta organiska lösningsmedel, utom fluorvätesyra. De har bättre korrosionsmotstånd än metaller och vanliga keramiska material, samt god elektrisk isolering.

Tillverkningsprocess för keramiska plattor av borkarbid

Pulverförberedelse: De främsta metoderna inkluderar karbotermisk reduktionsmetod, direkt syntesmetod, självförhöjande högtemperatursyntes (magnesiumtermisk reduktionsmetod) och kemisk ångdepositionsmetod, etc. Av dessa är karbotermisk reduktion för närvarande den viktigaste tillverkningsmetoden i industrin på grund av sin enkla hantering och låga kostnad.

Förstärkning av Torrpressformning, gelinjiceringsformning, isostatisk pressformning och andra metoder kan användas. Torrpressformning innebär att man blandar pulver med en liten mängd bindemedel, granulerar det och därefter pressar det i form i en form. Gelinjiceringsformning innebär att man blandar keramiktpulver med organiska monomerer, etc., och sedan injicerar det i en form där polymerisation och formning av monomererna utlöses. Isostatisk pressning är en process som utnyttjar vätskors egenskap att överföra tryck jämnt, vilket innebär att tryck appliceras enhetligt från alla riktningar på provet för att forma det.

Sintring: Vanliga sintermetoder inkluderar tryckfri sintering, hettvalsningssintering, hot isostatic pressing-sintering och gnistplasmasintering, etc. Hettvalsningssintering är en process där material sinteras under hög temperatur och högt tryck, vilket kan producera keramiska produkter med hög densitet och hög hållfasthet. Tryckfri sintering är enkel och kostnadseffektiv, men sintertemperaturen är hög och kornen har en tendens till onormal tillväxt.

Tillämpningsområden för borkarbidkeramiska plattor

Inom skydd och slitstyrka: Borkarbidkeramik har en extremt stark kovalent bindningsstruktur och utmärkta egenskaper, såsom ultrahög hårdhet, hög böjhållfasthet, utmärkt oxidationståndighet och god korrosionsbeständighet. De är mycket högkvalitativa material med stötfasthet, värmetålig och slitsamma egenskaper, och är också ett av de vanligaste använda projektilskyddande keramiska materialen. Dessutom har borkarbidkeramik en stark värmeabsorptionsförmåga och en extremt låg värmeexpansionskoefficient, vilket effektivt kan absorbera kulanlagets värmeenergi och förhindra att pansaret lätt deformeras. Bland flera vanligt använda projektilskyddande keramiker har borkarbidkeramikplattor den högsta hårdheten men lägsta densiteten. Därför har det alltid betraktats som ett relativt idealt projektilskyddande pansarkeramik. Det är kärnmaterial för individuella kroppsskydd, stridsfordonspansar och helikopterskyddsplattor. Vid samma skyddsnivå minskas utrustningens vikt med mer än 50 % jämfört med stålpannor. Den kan även tillverkas till industriella slitdelar såsom sandblästringsmunstycken och malmedier, med en livslängd 5 till 10 gånger längre än vanliga metall- eller aluminiakeroxiddelsar.

Inom kärnindustrin: Avancerad sinteringsteknik utan pressning används för serieproduktion av borkarbidkeramer, vilket kännetecknas av hög producetivitet, flexibel justering av keramiska parametrar och hög renhet av borkarbidprodukter. Vårt företag har utvecklat en särskild formel för borkarbid till kärnkraft. Utan att införa andra element uppfyller de olika indikatorerna för sinterade borkarbidkeramer utan pressning kraven från kärnkraftsindustrin, och produkterna kräver inte omfattande bearbetning. Dessutom kan vi massproducera kärnor till reglerstavar i borkarbid, skyddskulor i borkarbid, skärmskivor i borkarbid, skyddsmurstenar i borkarbid, tunna plattor i borkarbid samt andra neutronabsorberande produkter som används allmänt i kärnreaktorer. De borkarbidkeramer vi tillverkar kan effektivt styra neutronensiteten inuti reaktorn för att säkerställa stabil drift och även minska risken för strålningsläckage vid hantering och transport av kärnavfall.

Förutom inom militär- och kärnkraftsindustrin används borkarbidkeramiska plattor också omfattande inom civila områden, såsom kulsäkra glas och pansarglas.

  
Parameter