碳化硼(CY-HBN)為堅硬黑色有金屬光澤晶體,俗稱黑鉆石。由硼酸和碳素材料在電爐中高溫冶煉,粉碎加工而成的一種粉末狀產品。理論密度為2.52g∕cm3,熔點為2450℃,顯微硬度為4950kgf∕mm2。其硬度僅次于金剛石和立方氮化硼,與金剛石、立方氮化硼同屬于超硬材料。具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、強度大、化學穩定性好、比重輕等特點,在很多新材料領域里得到廣泛應用。碳化硼不溶于水和有機溶劑,化學穩定性強,耐酸、堿腐蝕,幾乎不與所有的酸、堿溶液反應。碳化硼還具有如下多種特性:具有較大的熱中子俘獲截面,中子吸收能力強,故有中子吸收劑之稱;具有半導體性等。
磨料與耐火材料
憑借卓越的硬度和耐磨性,碳化硼在研磨領域大展身手。它常被用作磨料,以及耐磨耐腐蝕陶瓷器件和汽車零部件的制造。在硬質合金、工程陶瓷及藍寶石等硬質材料的拋光、精研或粉碎過程中,碳化硼發揮著不可或缺的作用。近年來,隨著LED等光電產業的蓬勃發展,碳化硼逐漸取代金剛石,成為研磨藍寶石晶片的優選材料,有效降低了研磨成本。藍寶石材料襯底的生產過程中,碳化硼磨料發揮著至關重要的作用。此外,碳化硼在結構材料領域也大有可為。通過粉末冶金技術,可以制造出耐磨、耐腐蝕的碳化硼器件,這些器件在多個工業領域中均展現出卓越的應用效果。
當碳化硼暴露在600℃以上的高溫環境中時,其表面會氧化生成B?O?薄膜,導致其發生一定程度的軟化。因此,在磨料領域的應用中,碳化硼并不適宜用于溫度過高的干磨環境,而更適合在拋光液中進行研磨。然而,這種氧化特性也有其獨特之處,它能夠阻止B?C的進一步氧化,從而在耐火材料的應用中展現出其獨特的優勢。
3半導體工業元件和熱電元件:碳化硼陶瓷具有半導體特性和較好的熱導性能,可用作高溫半導體元器件,也可以用作半導體工業中的氣體分布盤、聚焦環、微波或紅外窗口、DC插頭等。B4C與C結合可用作高溫熱電偶元件,使用溫度高達2300℃,同時也可用作抗輻射熱電元件;
碳化硼在高溫熱電偶中的應用
基于其出色的熱電性能,碳化硼在高溫測量與控制領域找到了新的應用——高溫熱電偶的制備。日本和德國的科學家們已經利用碳化硼的熱電性,成功燒結出可測溫至2200℃的溫差電偶。這種由碳化硼棒、石墨管及氮化硼(CY-HBN)襯套組成的熱電偶,不僅穩定性高,而且能在惰性氣體和真空中長期可靠地使用,為高溫測量與控制提供了新的解決方案。
杭州九朋新材料有限公司用電爆炸法合成高純99.9%納米碳化硼,粒度30nm 50nm 100nm,在新能源,半導體,芯片行業效果優異,完全代替進口,應用范圍廣大。
碳化硼(Boron carbide) | CY-HBN |
外觀(appearance) | 灰白色粉體 |
晶型(crystal form) | 六方 |
純度%(purity ) | 99.9 |
平均粒徑(grain size) | 50-60nm |
比表面積(SSA ,m2/g) | 20-30 |
熔點(melting point) | 2250℃ |
比重(specific weight) | 2.52g/cm3 |
顯微硬度(microhardness) | 5600—6200Kg/mm2 |
莫氏硬度(Moh's hardness) | 9.46 |