碳化硼的根本性質(zhì)、合成和性能
發(fā)布時(shí)間：
2020-10-19 12:53
來源：
碳化硼是碳（C）和硼（B）化合物的總稱，按照協(xié)作條件的不同生成B4C和B6C兩種化合物，一般所說的碳化硼一般是指B4C。
一、碳化硼的根本性質(zhì)
B4C屬三方晶系，單位晶胞內(nèi)有12個(gè)B原子和3個(gè)C原子，晶胞中C原子構(gòu)成的聯(lián)接立體對(duì)角線配備，C處于活動(dòng)狀態(tài)，可以被B原子所替代，構(gòu)成置換固溶體，并有或許脫離晶格構(gòu)成帶有缺點(diǎn)的高硼化合物。
B4C分子量52.25，含C21.74%，含B78.26%，一般呈灰暗色至黑色，密度2.519g/cm3，莫氏硬度9.36，顯微硬度50GPa左右，僅次于金剛石和立方氮化硼，因此B4C粉具有非常高的研磨才干，其研磨功率可以達(dá)到金剛石的60%-70%，高于SiC50%,是剛玉研磨才干的1-2倍。
B4C熔點(diǎn)2450℃（分化）。在1000℃間的膨脹系數(shù)為4.5×10-6℃-1。導(dǎo)熱系數(shù)在100℃時(shí)為121.4W/m·k，700℃時(shí)為62.79W/m·k。B4C首要作磨料磨具，熱壓B4C制品可用來作耐磨損、耐熱部件，在耐火材料行業(yè)，B4C首要用作添加物，如添加到碳結(jié)合耐火材料中起抗氧化劑的效果，添加到不定型材料中提高坯體的強(qiáng)度和耐侵蝕性等。
二、碳化硼的組成與典型功用
工業(yè)上常用的組成B4C粉末的方法是用過量的碳恢復(fù)硼酐：
2B2O3+7C→B4+6CO↑
組成反應(yīng)可以在電阻爐或電弧爐中進(jìn)行，在電阻爐中組成時(shí)，在低于B4C的分化溫度下加熱硼酐B2O3與碳C和混合物，即可得到含有很少游離C的B4C（有時(shí)含有游離硼1%-2%），是一種較好的組成方法，在電弧爐中組成時(shí)，由于電弧溫度恰當(dāng)高，而B4C在2200℃左右即為分化為富碳相和硼，硼在高溫時(shí)又會(huì)蒸騰而形成反應(yīng)產(chǎn)品中含有大量游離C（20%-30%），故所得B4C的質(zhì)量稍差。
以電弧爐組成B4C時(shí)一般選用硼酸（含量大于92%）、人工石墨（固定碳大于95%）和石油焦（固定碳大于85%）為材料，按反應(yīng)式核算理論用量，硼酸的參與量比理論用量高2%左右，人工石墨和石油焦各占碳總參與量的50%，再比理論用量高3%-4%即可，將配好的三種材料在球磨機(jī)中混合，參與到電弧爐中于1700-2300℃下進(jìn)行恢復(fù)、碳化即可得到B4C,最后將熔塊揀選并經(jīng)洗滌、破碎、磨細(xì)、酸洗、沉降分級(jí)等工序即可得到各種粒度的B4C
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