Сочинение на тему Mat Sci Доклад о карбид бора

Производственные процессы

Карбид бора образуется, когда триоксид бора (B2O3) реагирует с углеродом (C) в процессе восстановления окисления. Реакция протекает при температуре выше температуры плавления карбида бора, эта температура достигается с помощью дуговой электропечи, в качестве побочного продукта реакции образуются большие количества оксида углерода: 2B2O3 + 7C □ (→ ┴) B4C + 6COIn для коммерческого использования Карбид бора обычно необходимо очищать и измельчать для удаления металлических примесей. Карбид бора трудно спекать до полной плотности из-за его низкого коэффициента самодиффузии, который вызван его сильными ковалентными связями между его атомами, высокой устойчивостью к росту границ зерен и его низким поверхностным натяжением. Спекание – это процесс создания уплотненного порошка, более плотного за счет устранения межчастичных пор за счет атомной диффузии, обусловленной тепловой энергией, диффузия может привести к неизбежному росту зерна, рост зерна – это процесс, который конкурирует с уплотнением уплотненного порошка. Уплотнение увеличивает прочность и ударную вязкость материала, но рост зерна приводит к ухудшению ударной вязкости и прочности, поэтому идеально попытаться максимально уменьшить рост зерна. Рост зерна может быть уменьшен, однако это включает использование давления для содействия процессу спекания, но это будет связано с большими затратами в процессе производства и, следовательно, не всегда экономически целесообразно.

Приложения

Антибаллистическая броня: Карбид бора обладает физическими свойствами высокой твердости, высокого модуля Юнга, а также низкой плотности. Комбинация всех этих свойств делает материал идеальным, поскольку обладает отличной способностью останавливать снаряды, движущиеся с высокой скоростью. Низкая плотность и высокая твердость карбида бора делает его легким материалом, который позволяет изготовить из него пуленепробиваемый жилет. Пуленепробиваемый жилет, изготовленный из карбида бора, может полностью разрушить пулю при ударе, не оставляя синяка на человеке, носящем пуленепробиваемый жилет. Материал также может быть использован на цистернах и аналогичных транспортных средствах в качестве брони.

Сопла для водоструйных резаков: Чрезвычайная твердость и износостойкость карбида бора позволяет использовать его в качестве насадки для высокоскоростных и высоконапорных водоструйных резаков. Струя воды способна прорезать металлы и другие материалы, поэтому насадка должна быть чрезвычайно устойчивой к износу, чтобы струя воды не искажалась после продолжительного использования.

Материал, поглощающий нейтроны: Карбид бора обладает способностью улавливать нейтроны. Карбид бора обычно используется на атомных электростанциях для защиты рабочих внутри электростанции от нейтронов, которые выделяются в процессе производства ядерной энергии.

Абразивные материалы: карбид бора является чрезвычайно твердым керамическим материалом, и из-за этого физического свойства он часто используется в качестве абразива в процессе притирки и полировки. Притирка – это процесс трения абразива между двумя поверхностями, один материал – это материал, который необходимо выровнять и разглаживать, а другой материал называется круговым и может быть твердым или мягким материалом. Притирка используется, когда требуется определенная шероховатость поверхности и плоскостность, которая выше способности стандартного шлифования.

Висячие замки. Карбид бора имеет физические свойства очень твердый и износостойкий, что делает его идеальным материалом для выбора в навесных замках благодаря его способности противостоять действию резцов и пил, которые могут использоваться человеком, намеревающимся взломать замок.

Замена нитрата бария: на фейерверке зеленого цвета нитрат бария токсичного металла, хотя нитрат бария не наносит вреда в небольшом количестве, если после продолжительного использования фейерверка, например, в тематическом парке или на полигоне для военных учений, количество нитрата бария может возрасти и стать вредным для людей. Карбид бора является подходящей заменой нитрата бария из-за его способности гореть в течение длительного времени и имеет высокую интенсивность света при сжигании.

Воздействие на окружающую среду и устойчивость

Воздействие на окружающую среду и устойчивость относятся к способности карбида бора к переработке или повторному использованию после использования, а также к ее воздействию на окружающую среду и людей. Воздействие на окружающую среду означает способность вещества наносить вред окружающей среде или потенциально вредить людям. Устойчивость карбида бора относится к способности материала надежно использоваться в течение длительного периода времени. Если материал имеет плохую способность к сохранению или использованию на определенном уровне, то он не будет хорошим материалом для использования, поскольку он будет изнашиваться или сломаться легко. Устойчивость также относится к способности материалов быть изготовленными без истощения природных ресурсов, используемых для создания вещества.

Воздействие на окружающую среду: Карбид бора в целом является нереакционноспособным материалом и не наносит вреда окружающей среде, однако известно, что порошок карбида бора раздражает кожу и глаза человека. Порошок карбида бора не смертелен для человека и может легко лечиться, если возникает раздражение, такое как промывание глаз и мытье кожи с мылом и водой. Карбид бора не имеет запаха и нерастворим в воде, поэтому при воздействии окружающей среды он не вызывает неприятного запаха и не смешивается с водой, поэтому его легко отфильтровать.

Устойчивость. Карбид бора состоит из элементов углерода и бора, которые являются легкодоступными материалами, поэтому создание карбида бора не представляет риска для истощения углерода и бора. Как обсуждалось ранее, карбид бора является чрезвычайно твердым и износостойким материалом, что означает, что он обладает высокой устойчивостью к износу или разрушению и, следовательно, обладает свойством быть очень устойчивым, так как для создания материала потребуется большое количество напряжения и энергии. стать нестабильным. Увеличение концентрации B10 в карбиде бора может улучшить эффективность контроля материала бора. Эффективность материала – это попытка минимизировать количество используемого сырья и выбрать наиболее экономичное сырье, а также максимально увеличить срок службы материала. Материальная эффективность важна, потому что она гарантирует, что природные ресурсы не истощаются, и обеспечивает устойчивость продукта, производимого из сырья.