应用领域持续深化
核工业:作为控制棒和屏蔽组件的核心材料,高密度碳化硼芯块的批量化生产技术日益成熟,保障了核电站的安全运行 。
国防与高端制造:用于单兵防弹护具、军机轻量化装甲以及半导体精密设备的耐磨配件 。
新能源:开始应用于锂电池性能优化及新能源车散热防护涂层,成为新能源领域的潜力材料 。
这些动态表明,中国碳化硼产业正从单纯的规模扩张向高技术含量、高附加值及全链条自主化方向加速转型。
其他:耐火材料、热电偶保护管、半导体元件、电极材料。
凭借上述性能,碳化硼在多个高技术领域扮演着关键角色。
研磨与抛光材料:由于其极高的硬度,碳化硼粉末或制成的研磨膏被广泛用于硬质合金、宝石、陶瓷等硬质材料的磨削、钻孔及抛光,研磨效率可达金刚石的60%-70%,是碳化硅的1倍。
防护装甲材料:碳化硼的高硬度与低密度组合,使其成为制造轻质高性能防弹衣、装甲车陶瓷复合板及直升机、舰船涂层的理想材料。相比传统材料,它能显著减重并提升防护效果。
核工业中子吸收剂:碳化硼主要用于制造核反应堆的控制棒,以控制裂变反应速率,亦用于中子屏蔽组件。历史上在切尔诺贝利核事故中,曾使用近2000吨碳化硼来终止链式反应。
高温耐磨与耐火部件:碳化硼陶瓷制品常用于需要耐受高温、高压及磨损的部件,例如:
喷砂嘴、水射流喷嘴:替代传统硬质合金,寿命更长。
机械密封环、轴承、陀螺仪等精密耐磨零件。
高温热交换器、熔融金属坩埚及冶金、化工设备中的耐腐蚀部件。
反应堆对中子吸收材料的基本要求是:中子吸收速率高,化学活性低,热物理性能优良,照射后二次辐射低,且来源丰富,生产工艺简单,价格低廉。
碳化硼有很宽的均相区,B4C单位晶胞是由15个原子(12个硼原子,3个碳原子)组成的菱形晶,其特殊的晶体结构形成了强的共价键,这种晶体结构形式决定了碳化硼具有超硬度、高熔点、低密度、低热膨胀系数、高耐磨性等一系列优良的物理、化学性质。
碳化硼(B4C)的熔点为2450℃,几乎能抗所有的有机、无机酸碱和水的腐蚀,吸收能谱宽,中子吸收截面高,是快中子首选的吸收材料。在世界已公布的反应堆中,有相当大的部分是使用碳化硼作为中子吸收材料。
来源:郑州嵩山碳化硼关键字:碳化硼 、牡丹江碳化硼
普通磨料碳化硼-作为已知最坚硬的三种材料之一(仅次于金刚石和立方相氮化硼),适用于硬质材料的磨削、研磨及抛光,如超硬合金、宝石等硬质材料,陶瓷耐磨零件,包括磨耗增强板、泵零件、轴承、喷嘴、阀零件工程陶瓷(包括结构、环境和过程用陶瓷)等。此外,碳化硼在核工业中是重要的中子吸收材料,又称核级碳化硼。化学成分是影响碳化硼使用性能的关键因素,对产品的生产和应用具有重要的指导意义。
不同的用途场合所对应的各成分指标均有所不同。其中JB/T 3294-2017《普通磨料 碳化硼》中各粒度号要求如表1所示。
表1 各粒度号碳化硼产品的化学成分
| 粒度范围 | 化学成分(%) |
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| B4C≥ | B总≥ | C总≥ | B2O3≤ | C游≤ | Fe2O3≤ |
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| F4~F90 | 95.00 | 76.00 | 20.00 | 0.20 | 1.50 | 0.25 |
| F100~F220 | 96.00 | 77.00 | 20.50 | 0.15 | 2.00 |
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| F230~F600 | 95.00 | 76.50 | 20.00 | 0.15 | 3.00 |
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| F800~F1200 | 92.50 | 75.00 | 20.00 | 0.20 | 4.00 |
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在核工业相关标准规范中,对碳化硼的技术指标有详细规定的主要是《ASTM C750-2018 Standard Specifification for Nuclear-Grade Boron Carbide Powder》和《EJ/T20077-2014铅硼聚乙烯板》,具体的指标要求如表2和表3所示。
表2 核级碳化硼技术要求
| 序号 | 化学成分 | 指标要求 | 检测依据 |
| 1 | 总硼Total boron (B) | 73.0%-81.0% | ASTMC750-2018ASTMC791-2019 |
| 2 | 硝酸可溶硼Nitric acid-soluble boron(B) | ≤0.5% |
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| 3 | 水溶性硼Water-soluble boron(B) | ≤0.2% |
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| 4 | 钙Calcium (Ca) | ≤0.3% |
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| 5 | 铁Iron(Fe) | ≤1.0% |
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| 6 | 总硼+总碳total boron +total carbon(B+C) | ≥98.0% |
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| 7 | 氟Fluoride(F) | ≤25μg/g |
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| 8 | 氯Chloride(Cl) | ≤75μg/g |
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表3 铅硼聚乙烯板对碳化硼的指标要求
| 化学成分(质量分数)% | 检测依据 |
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| B4C≥ | B总≥ | C总≥ | B2O3≤ | C游≤ | Fe2O3≤ | EJ/T20077-2014JB/T7993-2012 |
| 95.00 | 76.50 | 20.00 | 0.15 | 3.00 | 0.25 |
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主要依据JB/T 7993-2012 《碳化硼化学分析方法》标准检测,该标准主要分析碳化硼样品中总硼、总碳、三氧化二铁、二氧化硅、三氧化二硼、游离硼、游离碳等7项。从该标准中可以看出总硼、总碳、三氧化二硼、游离硼、游离碳是碳化硼分析检测中的重点。由于碳化硼存在不同的同分异构体属于非化学式化合物,B4C含量的检测主要通过化合硼和化合碳含量计算出来。
2.核级碳化硼分析主要依据ASTM C791-2019《核级碳化硼的化学、质谱及光谱分析标准方法》标准检测,该标准规定了总硼、总碳、可溶性硼、同位素分析(质谱法)、游离碳、铁、铝、硅、钙、钴、铬、铜、镁、锰、钼、磷、镍、钛、钨、锆和氟、氯等化学成分检测方法。该标准检测项目覆盖了核级碳化硼的技术指标,为核工业相关用户提供了检测依据和方法。
3.国内核级碳化硼标准主要为YS/T 423.1~5-2000 系列标准《核级碳化硼粉末化学分析方法》,主要项目为 总硼量、总碳量、铁量、游离硼量、氧含量等五项。该系列标准涵盖了碳化硼样品中氧含量的检测,为核级碳化硼粉末及芯块提供了检测方法。
4.碳化硼各项目检测技术对比表4 碳化硼标准方法技术对照表
| 标准 | 检测项目及方法 |
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| 总硼 | 可溶于硝酸的硼/游离硼 | 可溶于水的硼/氧化硼 | F/Cl | Ca | Fe/Fe2O3 | 总碳 | 游离碳 | 氧含量 |
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| JB/T 7993-2012 | 酸碱中和滴定 | 酸碱中和滴定 | 酸碱中和滴定 | 无 | 无 | 分光光度法测定氧化铁 | 气体容量法 | 吸收重量法 | / |
| ASTM C791-2019 | 电位滴定/ICP-OES | 电位滴定/ICP-OES | 电位滴定/ICP-OES | 离子选择电极 | ICP-OES | ICP-OES | 红外吸收法 | 库仑法/红外吸收法 | / |
| YS/T 423-2000 | 酸碱中和滴定 | 酸碱中和滴定 | 无 | 无 | 无 | 分光光度法测定铁 | 气体容量法 | / | 惰气熔融-红外吸收法 |
来源:顺企网
关键字:普通磨料碳化硼 、牡丹江碳化硼
昨天接触了一个新的事物叫做碳化硼,这种材质非常坚硬,并且非常耐磨,经常用于军事工业,那如果我们将其使用与我们正常人的生活当中,会不会出现一想不到的效果呢.其实碳化硼这种材质也是有它的一定用途的,并不是说什么样的位置都可以使用碳化硼.碳化硼产品用途:用于硬质合金、宝石等硬质材料的磨削、研磨、钻孔及抛光,金属硼化物的制造以及冶炼硼钠、硼合金和特殊焊接等。从上面的用途来看的话,其实碳化硼也是经常用在我们的生活当中.
但是碳化硼的价格稍高,所以在常用的生活用具和铁质类产品上用的还是比较少的,所以说任何一样东西,都会有它的利弊关系的.
在军火工业中可用作制造枪炮喷咀。碳化硼较元素硼容易制造而且价格相对便宜,其最大的用途就是在军事工业中。 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。还可用于硬质合金宝石等硬质材料的磨削、研磨、钻孔及抛光、金属硼化物的制造及冶炼硼钢、硼合金和特殊焊接等。
本段碳化硼喷嘴特点
具有与碳化硼相同的性能,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
碳化硼(boron carbide ),又名一碳化四硼,分子式为B4C,通常为灰黑色粉末。俗称人造金刚石,是一种有很高硬度的硼化物。与酸、碱溶液不起反应,容易制造而且价格相对便宜。广泛应用于硬质材料的磨削、研磨、钻孔等
名称; 碳化硼 碳化硼
英文名:boron carbide 别名: 一碳化四硼 分子式: B4C 产品用途:用于硬质合金、宝石等硬质材料的磨削、研磨、钻孔及抛光,金属硼化物的制造以及冶炼硼钠、硼合金和特殊焊接等。 物化性质: 灰黑色粉末。 相对密度2.52。 熔点2350℃。 沸点>3500℃。 与酸、碱溶液不起反应,具有高化学位、中子吸收、耐磨及半导体导电性。是对酸最稳定的物质之一,在所有浓或稀的酸或碱水溶液中都稳定。用硫酸、氢氟酸的混合酸处理后,在空气中800℃煅烧21h,可完全分解并形成三氧化碳和三氧化二硼。 当有一些过渡金属及其碳化物共存时,有特殊的稳定性。 在1000~1100℃条件下元素周期表中第Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ族过渡金属与碳化硼粉末强烈反应形成金属硼化物。 包装及储存:聚乙烯塑料盒包装,贮存于清洁干燥的库房中。 在硝酸存在下用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾熔融时,碳化硼容易分解和制成溶液。 碳化硼俗称人造金刚石,是一种有很高硬度的硼化物。 由于碳化硼是一种比碳化硅或碳化钨还要硬的固体,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。