1.碳化硼是陶瓷吗
碳化硼,是由一系列成分各异的B和C化合而成的硼碳化合物,为陶瓷材料的一种,一般为黑色粉末或颗粒,莫氏硬度为
9.3,仅次于金刚石和立方氮化硼,而且易碎性较低。碳化硼化学稳定性较好,且不与强酸、氢氟酸和强碱反应。
2.碳化硼的性能特点
(1)硬度大:碳化硼最重要的性能在于其超常的硬度,是最理想的高温耐磨材料;
(2)密度小:碳化硼密度很小,是陶瓷材料中最轻的,可用于航天航空领域;
(3)碳化硼的中子吸收能力很强:相对于纯元素B和Cd来说,造价低、耐腐蚀性好、热稳定性好,广泛用于核工业,碳化硼中子吸收能力还可以通过添加B元素而进一步改善;
(4)碳化硼的化学性能优良:在常温下不与酸、碱和大多数无机化合物反应,仅在氢氟酸一硫酸、氢氟酸一硝酸混合物中有缓慢的腐蚀,是化学性质最稳定的化合物之一;
(5)碳化硼各种物理性能优势:碳化硼还具有高熔点、高弹性模量、低膨胀系数和良好的氧气吸收能力等优点;
(6)碳化硼还是p型半导体材料:即使在很高的温度下也可保持半导体特性。
3.碳化硼的主要应用
(1)控制核裂变:碳化硼可以吸收大量的中子而不会形成任何放射性同位素,因此它在核能发电场里他是很理想的中子吸收剂,而中子吸收剂主要是控制核分裂的速率。碳化硼在核反应炉场里主要是做成可控制的棒状,但有的时候会因为要增加表面积而把它制成粉末状。1986年切尔诺贝利核事故时,俄罗斯投下了近2000吨碳化硼和沙子后,最终使反应堆中的链式反应停止。
(2)研磨材料:由于碳化硼在很久以前它已经作为一种粗砂研磨材料。由于它本身熔点高,不易铸成人工制品,但是通过高温熔炼粉末,它可以加工成简单的形状。用于硬质合金、宝石等硬质材料的磨削、研磨、钻孔及抛光。
涂层涂料:碳化硼还可以作为军舰和直升机的陶瓷涂层,其重量轻并且有抵抗穿甲弹穿透热压涂层成整体防层的能力。
(3)喷嘴:在军火工业中可用作制造枪炮喷嘴。碳化硼,极硬又耐磨,与酸碱不起反应,耐高/低温,耐高压,密度≥2.46g/cm3;显微硬度≥3500kgf/mm2,抗弯强度≥400Mpa,熔点为2450℃。因为碳化硼喷嘴具有的以上耐磨高硬度的特点,碳化硼喷砂嘴将逐渐取代已知的硬质合金/钨钢和碳化硅、氮化硅、氧化铝、氧化锆等材质的喷砂嘴。
(4)其他:碳化硼还用于金属硼化物的制造以及冶炼硼钠、硼合金和特殊焊接等。
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