ما هي خصائص بوتقة كربيد البورون؟
يُستخدم كربيد البورون (B₄C) بكثرة في بوتقات خاصة نظرًا لخصائصه الممتازة، خاصةً للاستخدام في البيئات عالية الحرارة أو المسببة للتآكل. فيما يلي وصف تفصيلي لبوتقات كربيد البورون:
1. خصائص بوتقات كربيد البورون
صلابة عالية للغاية (صلابة موس 9.3): تأتي في المرتبة الثانية بعد الماس ونتريد البورون المكعب، مع مقاومة قوية للغاية للتآكل.
نقطة انصهار عالية (حوالي 2450 درجة مئوية): مناسبة للتجارب ذات درجات الحرارة العالية للغاية (درجات حرارة التشغيل عادة ≤ 2200 درجة مئوية).
مقاومة التآكل الكيميائي: تقاوم هجوم الأحماض والقلويات والمعادن المنصهرة (مثل الألومنيوم والنحاس)، ولكنها تظهر استقرارًا ضعيفًا ضد المؤكسدات القوية (مثل حمض الكبريتيك المركز الساخن وحمض النيتريك).
كثافة منخفضة (2.52 جم/سم³): خفيفة الوزن، ومناسبة للتطبيقات التي تتطلب تقليل الوزن.
امتصاص النيوترونات: مناسب لحجب أو التحكم في الإشعاع النيوتروني في الصناعة النووية.
2. التطبيقات
الصناعة المعدنية: صهر المعادن عالية النقاء (مثل الألومنيوم والنحاس) أو السبائك لتجنب التلوث.
صناعة أشباه الموصلات: زراعة السيليكون البلوري المفرد أو معالجة المواد عالية النقاء.
الصناعة النووية: تخزين المواد المشعة أو امتصاص النيوترونات.
البحث المخبري: التفاعلات الكيميائية أو تركيب المواد في ظل ظروف قاسية.
3. احتياطات الاستخدام
حساسية الصدمات الحرارية: يتمتع كربيد البورون بمقاومة ضعيفة للصدمات الحرارية ويجب تجنبه من التبريد والتسخين السريع (على سبيل المثال، الإطفاء المباشر من درجة حرارة عالية).
الهشاشة الميكانيكية: لتجنب الصدمات الميكانيكية أو تركيز الإجهاد، قم بتحسين شكل البوتقة وهيكل الدعم أثناء التصميم.
خطر الأكسدة: قد تحدث أكسدة سطحية في أجواء مؤكسدة تزيد عن ١٠٠٠ درجة مئوية. لذلك، يُعدّ الاستخدام في أجواء خاملة (مثل الأرجون) أو بيئة مفرغة أمرًا ضروريًا.
التكلفة العالية: يعد كربيد البورون معقدًا في التحضير ومكلفًا، ويُستخدم عادةً في العمليات الحرجة.