碳化硼的根本性質(zhì)、使用及其化學(xué)穩(wěn)定性
發(fā)布時(shí)間：
2020-10-19 12:55
來源：
碳化硼晶體為菱面體結(jié)構(gòu)，晶格歸于D3d5-R3m空間點(diǎn)陣。其菱面體結(jié)構(gòu)如圖7所示，可描述為一立方原胞點(diǎn)陣在空間對(duì)角線方向上延伸，在每一角上構(gòu)成適當(dāng)規(guī)則的二十面體。平行于空間對(duì)角線，就變成六方標(biāo)志的c軸，由三個(gè)硼原子與相鄰的二十面體互相銜接組成線性鏈。因此，單位晶胞包含12個(gè)二十面體方位，三個(gè)方位位于線性鏈上。假如B原子被認(rèn)為是因?yàn)槎骟w造成的方位，C原子看成處于線性鏈上，那么B12C3的化學(xué)核算即為B4C。
1、碳化硼的基本性質(zhì)及其使用
1)低密度
B4C的密度較小，為2.52g/cm3。在勻相區(qū)內(nèi)，密度和碳含量的關(guān)系可有經(jīng)歷公式(9)表明為：
ρ=2.4224+0.00489C%(9)
因?yàn)樘蓟鸬牡兔芏?，在得到較高的致密度的情況下，其功能能夠達(dá)到碳化硼的標(biāo)準(zhǔn)高強(qiáng)、高硬度等優(yōu)良的功能，因而能夠作為輕質(zhì)裝甲，以減輕坦克等車體重量，節(jié)約能耗。
2)硬度與耐磨性
B4C具有超硬度以及極高的耐磨性，在勻相區(qū)內(nèi)，B4C的維氏硬度跟著C含量的添加而添加。當(dāng)碳含量為10.6%時(shí)，硬度為29.1GPa;當(dāng)碳含量為20%時(shí)，硬度21可達(dá)37.7GPa。在高溫時(shí)其硬度仍然很高(>30GPa)。硬度隨溫度變化可由經(jīng)歷公式(10)表明：
H=H0-exp(-aT)(10)
式中：H0—為常溫時(shí)硬度；
T—為溫度；
a—為與含碳有關(guān)的常數(shù)。
此公式適用于20~1700℃。需求指出的是，B4C是世界上最硬的資料之一，僅次于金剛石和立方BN。
B4C的耐磨性跟著溫度的升高而添加，在20~1400℃范圍內(nèi)，沖突系數(shù)跟著溫度升高而下降，在1400℃左右降到0.05，沖突率也不斷降低。B4C以其超硬度和沖突特性已被用作噴沙嘴。金剛石的噴嘴以及水利噴射切割器的噴嘴，等耐磨資料；在軍事上被廣泛使用于坦克、飛機(jī)等的裝甲資料[39,40];跟著技能的進(jìn)步，高精度研磨的需求添加，B4C日益顯現(xiàn)其優(yōu)越性，近年來，其用量一直在不斷添加，一起，B4C還能夠用來研磨硬質(zhì)合金、陶瓷及寶石硬質(zhì)資料，沖突用游離磨料或超聲波加工這些超硬資料用的磨料，可是同歐美比較我國(guó)在這方面用量還很少。
3)熱膨脹系數(shù)及比熱容
碳化硼熔點(diǎn)為2450℃，沸點(diǎn)為3000℃，熱膨脹系數(shù)為5.73×10-6/℃(28~1770℃)，比熱容核算公式(11)：
C=22.99+5.40×10-3T-10.72×105T-2(11)
2、化學(xué)穩(wěn)定性
碳化硼是最穩(wěn)定的化合物之一，在600℃以下不易產(chǎn)生氧化反響；而溫度在600℃以上時(shí)，因?yàn)橥獗硌趸葿2O3薄膜，阻止了B4C的進(jìn)一步被氧化。所以B4C現(xiàn)在被用作耐火資料中的抗氧化劑。常溫下B4C一般不與化學(xué)試劑反響；800℃以上時(shí)B4C與Br構(gòu)成三溴化合物；高溫下B4C與金屬氧化物反響生成金屬硼化物和一氧化碳，所生成的FeB薄膜具有很高的顯微硬度(HV=24GPa)和抗磨損度。所以B4C能夠被用于鋼鐵及合金的硼化。
使用,b4c,硬度,碳化,添加,資料,溫度,十面體,沖突,含量
上一頁
上一頁
相關(guān)新聞
2020-10-19
2020-10-19
2020-10-19
2018-11-27
