컨텐츠 메뉴
>> 프로세스 설명
>> 단계
>> 장점
>> 제한
● 역학적 합성
● 솔 겔 방법
● 혈장 합성
● 결론
● FAQ
>> 1. 붕소 카바이드 분말을 제조하는 가장 일반적인 방법은 무엇입니까?
>> 4. 제조 방법은 붕소 특성에 어떤 영향을 미칩니 까?
>> 5. 붕소를 생산하는 환경 친화적 인 방법이 있습니까?
● 인용 :
붕소 카바이드 (BbC)는 탁월한 경도, 저밀도 및 우수한 화학적 및 열 안정성으로 알려진 매우 귀중한 고급 세라믹 재료입니다. 탄도 갑옷, 연마제, 절단 도구, 원자로 및 고성능 산업 구성 요소와 같은 응용 분야에서 널리 사용됩니다. 붕소 카바이드 분말의 제조 공정은 품질, 순도, 입자 크기 및 전반적인 성능을 결정하는 데 중요한 역할을합니다. 이 포괄적 인 기사는 제조에 사용되는 다양한 방법에 대한 심도있는 탐구를 제공합니다. 붕소 카바이드 B4C . 전통 및 신규 기술, 장점 및 한계, 최종 제품에 대한 처리 매개 변수의 영향을 포함한 이 기사에는 상세한 이미지와 과학적 데이터가 풍부하고 붕소 탄화물 제조에 대한 일반적인 질문을 다루는 FAQ 섹션으로 마무리됩니다.
붕소 카바이드 (BbC)는 붕소 및 탄소 원자로 구성된 세라믹 화합물입니다. 극도의 경도 (MOHS 경도 ~ 9.5), 저밀도 (~ 2.52 g/cm 으로 유명합니다 . 3) 및 높은 용융점 (~ 2450 ° C) 이러한 특성은 내마모성, 탄도 보호 및 화학적 안정성이 필요한 응용 분야에 매우 적합합니다.
제어 된 입자 크기, 순도 및 화학량 론으로 고품질 붕소 분말을 제조하는 것은 다양한 응용 분야에서 성능을 최적화하는 데 필수적입니다.
속성 | 설명 |
---|---|
화학식 | B₄C (대략) |
밀도 | ~ 2.52 g/cm3 |
경도 (Mohs) | 9.3 - 9.5 (매우 힘들다) |
녹는 점 | ~ 2450 ° C |
열전도율 | 30 - 35 w/m · k |
골절 강인성 | ~ 3.5 MPa · m 1/2 |
화학적 안정성 | 매우 불활성, 부식성 |
여러 가지 방법이 붕소 카바이드 분말을 생산하는 데 사용되는데, 각각은 뚜렷한 장점과 과제가 있습니다.
- 탄소 감소
-자체 추적 고온 합성 (SHS)
- 기계 화학 합성
- 원소 붕소와 탄소에서 직접 합성
- 솔 겔 방법
- 혈장 합성
방법의 선택은 원하는 순도, 입자 크기, 생산 규모 및 비용에 따라 다릅니다.
탄수화물 감소는 가장 널리 사용되는 산업 방법입니다. 전기 아크로 또는 로터리 가마에서 고온 (1700-2300 ° C)에서 탄소로 산화 붕소 (B₂O₃)를 감소시키는 것이 포함됩니다.
전반적인 반응은 다음과 같습니다.
2B 2O 3+7C → B 4C +6CO
1. 원료 제조 : 붕산 또는 붕소 산화 붕소는 흑연 또는 석탄과 같은 탄소 공급원과 혼합됩니다.
2. 가열 : 혼합물은 고온에서 용광로에서 가열되어 감소를 시작합니다.
반응 : 산화 붕소가 붕소로 감소하여 일산화탄소 가스를 방출합니다.
4. 냉각 및 분쇄 : 제품이 냉각되고 분쇄되고 원하는 입자 크기로 밀링됩니다.
5. 정제 : 산 세척은 산화 붕소 및 불순물을 제거합니다.
- 확립 된 확장 가능한 프로세스.
- 고순도 B highC 파우더를 생산합니다.
- 상대적으로 저렴한 비용.
- 고 에너지 소비.
- 광범위한 밀링이 필요한 분말의 응집.
- 잔류 탄소 불순물은 제거가 필요합니다.
SHS는 발열 반응을 사용하여 B₄C 분말을 빠르게 생산합니다.
6mg+c+2b 2o 3→ 6mgo+b 4c
- 반응은 혼합물의 작은 부분을 가열하여 시작된 다음 재료를 통해 전파됩니다.
-SHS는 에너지 입력이 낮은 미세한 고급 분말을 생성합니다.
과제 : MGO 부산물 제거 및 입자 크기 제어.
- 산화 붕소, 탄소 및 때로는 마그네슘 분말의 고 에너지 볼 밀링이 포함됩니다.
- 기계적 에너지를 통해 객실 근처 온도에서 화학 반응을 유도합니다.
- 형태가 통제 된 나노 스케일 B₄C 분말을 생성합니다.
장점 : 온도, 에너지 효율.
제한 사항 : 긴 밀링 시간과 후 처리가 필요합니다.
- 붕소와 탄소 분말은 1700-2100 ° C에서 불활성 대기에서 혼합되어 가열됩니다.
- 통제 된 화학량 론적으로 고순도 B highC를 생성합니다.
과제 : 원소 붕소의 높은 비용과 복잡한 처리.
- 붕소 및 탄소 전구체에서 젤을 준비한 다음 열처리를 포함합니다.
- 분자 수준 및 미세 입자 크기 제어에서 균일 한 혼합을 허용합니다.
- 처리 온도가 낮습니다 (700–1500 ° C).
제한 사항 : 생산 규모가 낮고 비용이 높아집니다.
- 열 혈장을 사용하여 붕소 및 탄소 전구체를 기화하고 반응합니다.
- 순도가 높은 나노 크기의 B₄C 분말을 생성합니다.
- 입자 크기를 정확하게 제어하는 빠른 프로세스.
- 온도 : 온도가 높을수록 반응 완성이 향상되지만 에너지 비용이 증가합니다.
- 시간 : 충분한 거주 시간으로 인해 전체 변환을 보장합니다.
- 대기 : 불활성 또는 감소 대기는 산화를 방지합니다.
- 원료 비율 : 정확한 B/C 비율은 화학량 론 및 특성에 영향을 미칩니다.
- 밀링 : 입자 크기 및 응집을 제어합니다.
- 산 세척은 잔류 산화물과 불순물을 제거합니다.
- 체질 및 퇴적물 별도의 입자 크기.
- 건조 및 포장은 분말 안정성을 보장합니다.
- 탄도 갑옷 : 최적의 보호를 위해서는 고급, 조밀 한 B₄C가 필요합니다.
- 연마 : 입자 크기와 경도는 절단 효율에 영향을 미칩니다.
- 핵 제어로드 : 중성자 흡수에 중요한 순도.
- 전자 장치 : 반도체 기판에 필요한 일관된 특성.
- 고온 공정에서 에너지 소비 감소.
- 분말 균일 성 향상 및 응집 감소.
- 확장 가능한 나노 구조화 된 B₄C 분말 개발.
- 복합 재료를 통한 기계적 특성 향상.
붕소 탄화물 B₄C의 제조에는 각각 뚜렷한 장점과 과제가있는 몇 가지 정교한 방법이 포함됩니다. 탄수화물 감소 방법은 확장 성과 비용 효율성으로 인해 가장 널리 퍼진 산업 공정으로 남아 있으며, 자체 추진 고온 합성 및 기계 화학적 방법과 같은 혁신적인 기술은 고급, 나노 크기의 파우더를 생산하기위한 유망한 대안을 제공합니다. 결과 붕소 탄화물 분말의 품질과 특성은 탄도 갑옷, 연마제 및 핵 물질과 같은 응용 분야에서의 성능에 비판적으로 영향을 미칩니다. 지속적인 연구 및 기술 발전은 계속해서 생산 방법을 개선하여 효율성이 높고 재료 특성이 향상되며 환경 영향 감소를 목표로합니다.
탄수화물 감소 방법은 붕소 카바이드 분말을 생산하는 데 가장 널리 사용되는 산업 공정입니다.
역학 합성 및 졸-겔 방법은 전통적인 탄수화물 감소와 비교하여 비교적 낮은 온도에서 생산을 허용합니다.
고 에너지 소비, 분말 응집 및 잔류 탄소 및 MGO와 같은 불순물 제거가 주요 과제입니다.
방법은 입자 크기, 순도, 화학량 론 및 기계적 특성에 영향을 미쳐 응용 분야의 성능에 영향을 미칩니다.
자체 추적 고온 합성 및 기계 화학적 방법은 에너지 효율이 높고 폐기물이 적습니다.
[1] https://apps.dtic.mil/sti/tr/pdf/ada504390.pdf
[2] https://www.chembk.com/en/chem/boron%20Carbide%20(B4C)
[3] https://patents.google.com/patent/wo2009070131a2/en
[4] https://open.metu.edu.tr/bitstream/handle/11511/102529/berkaybuyukluoglu-msthesis_cilt.pdf
[5] https://www.nanotrun.com/article/five-Methods-of-boron-carbide-production-i00108i1.html
[6] https://materials.iisc.ac.in/~govindg/boron_carbide_manufacture.htm
[7] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0272884219324654
[8] https://en.wikipedia.org/wiki/boron_carbide
[9] https://www.washingtonmills.com/products/boron-carbide
[10] https://inis.iaea.org/records/fg4bw-4zk61
[11] https://www.preciseceramic.com/blog/an-overview-o-boron-carbide-ceramics.html
[12] https://repository.up.ac.za/handle/2263/44878
[13] https://www.ias.ac.in/article/fulltext/boms/030/02/0093-0096
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[19] https://www.washingtonmills.com/products/boron-carbide-b4c
[20] https://etheses.bham.ac.uk/3976/1/murray13mres_(2).pdf