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碳化硼

时间:2024-11-14 16:16:30 编辑:莆仙君

碳化硼是什么

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。
编辑本段主要用途
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。
编辑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


碳化硼生产工艺具体有哪些步骤?

碳化硼生产工艺 1、直接合成法 利用原料经预处理(催化、纳米切削)可改变其粒度与种类,使原料达到纳米级。处理过的单质硼、碳可以在以下条件下反应:1)真空脉冲电流,可获得粒度400nm的粉料;2)还原性气氛条件下(如氢气、一氧化碳等)在低温(800~900℃)可获得粒度100nm的粉料;3)惰性气氛条件下(氩气)在1950℃下可获得粒度150~500nm的粉料。在原料选择上,硼原料通常选择无定型硼粉,碳原料选择石墨或者高纯碳粉。产物的纯度高,但因过程中原料扩散缓慢、原料昂贵而不被广泛应用于工业生产。 2、碳热还原法 碳热还原法应用广泛,是碳化硼实际生产中的主流方法。该方法是在惰性气氛条件下(Ar)用石油焦、碳粉(可来自农作物的炭化表壳)还原硼酸、氧化硼的工艺方式。主要反应条件有以下两种: (1)电弧炉碳热还原法。该方法利用三相交流电在炉中产生的高温弧光来达到反应条件,工业中的电弧炉多为5000和30000kVA,最高可以达到2500℃。该方法在高温下有大量的CO产生,同时温度过高会降低原料的利用率。 (2)碳管炉碳热还原法。该方法较于电弧炉的优点是不存在区域温度不均的而造成的过程进行不彻底,且成本较高。 3、镁热还原法(自蔓延高温合成SHS) 利用反应物在过程中的反应热来提供目标过程的热量来制备材料的过程为自蔓延。通常以碳粉、氧化硼、镁粉为原料造球,在惰性气氛条件下(Ar)在碳管炉(也可以用其他热源)中于1100℃进行,后经酸洗除杂。该法可以迅速、低耗地获得小粒度的粉料,但是过程中的产物粒度分布较散,不易控制大小。 4、化学气相沉积法(CVD) 化学气相沉积法原理是利用气相与固相表面的相互作用,在高温下分解得到薄膜的技术。通常利用有碳元素和硼元素的气象作为原料,最常用的是三氯化硼和甲烷氢气气氛作为原料可得到一定厚度的薄膜,最常见的是棒状和纤维状。影响薄膜厚度的主要因素是时间、催化剂和温度。

碳化硼与碳化硅的区别?

碳化硼: 碳化硼主要是以含硼的碳化物为主体的磨料。碳化硼,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、碱溶液不起反响,容易制造而且价钱相对廉价。普遍应用于硬质资料的磨削、研磨、钻孔等。碳化硼坚硬黑色有光泽晶体。硬度比工业金刚石低,但比碳化硅高。与大多数陶器相比,易碎性较低。具有大的热能中子俘获截面。抗化学作用强。不受热氟化氢和硝酸的腐蚀。溶于凝结的碱中,不溶于水和酸。相对密度(d204)2.508~2.512。熔点2350℃。沸点3500℃。 碳化硅: 碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制。炼得的碳化硅块,经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。 碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的根本种类,都属α-SiC。 1、黑碳化硅含SiC约95%,其韧性高于绿碳化硅,大多用于加工抗张强度低的资料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火资料、铸铁和有色金属等。2、绿碳化硅含SiC约97%以上,自锐性好,大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。此外还有立方碳化硅,它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体,用以制造的磨具适于轴承的超精加工,可使外表粗糙度从Ra32~0。16微米一次加工到Ra0。04~0。02微米。

碳化硼的理化性质?

物理化学性质

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。碳化硼在空气环境下中800℃以下是基本稳定的,由于其在更高的温度氧化形成的氧化硼呈气相流失,导致其不稳定,氧化形成二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。不过,在更高的反应温度下,文献报道指出碳化硼容易氮化或者和过渡金属氧化物反应,形成相应的氮化硼、以及硼化物,这种硼化物以稀土和碱土金属六硼化物为多。