簡述B4C碳化硼陶瓷的特性及制備原理

碳化硼（B₄C）是一種合成材料，其硬度僅次于立方氮化硼和金剛石，也稱為黑金剛石。它是按噸數(shù)生產(chǎn)的最硬的材料，盡管很多以粉末形式用于磨料研磨和研磨應用以及磨料水射流切割或用作核應用的涂層。它可以通過在超過2000℃的溫度下壓制，粉末可以形成基本形狀。

應用場景
碳化硼陶瓷由于具有強吸附力的特性組合，它是許多高性能應用場景中的必備材料。其出色的硬度使其成為適用于金屬和陶瓷的研磨、拋光和水射流切割的研磨粉。低比重、高硬度和合理的韌性相結合，使其成為適用于車身和車輛裝甲的材料。碳化硼還廣泛用作控制棒、屏蔽材料和核反應堆中的中子探測器，因為它能夠吸收中子而不形成長壽命放射性核素。由于它是一種 p 型半導體，碳化硼可以成為可在高溫下運行的電子設備的合適候選材料。碳化硼也是一種優(yōu)良的 p 型熱電材料。B₄C 以固體形式呈現(xiàn)出非常低的密度以及最高的硬度和良好的耐磨性。除了高彈性模量外，這種組合還提供出色的抗彈能量吸收能力，尤其是與塑料等其他材料結合使用時。低密度對人員防護裝備和機載防護設計人員具有吸引力。近年來，彈道裝甲已成為 B4C 生產(chǎn)的主要應用。

B₄C碳化硼陶瓷片

其他應用包括用于高磨損噴砂和其他陶瓷模具的噴嘴。核反應堆取決于屏蔽應用和控制棒中中子吸收和耐化學性的 B4C 特性。還為飛機設計了特殊的磨損和碰撞保護物品，這些物品受益于碳化硼的硬度和低密度。
與許多燒結技術陶瓷一樣，生產(chǎn)商能夠將半燒制或“生坯”形式加工成粗略尺寸，也可以相對輕松地添加孔等簡單特征。然而，在高溫最終燃燒期間，生坯顯著收縮，不可能保持嚴格的公差。因此，如果需要精密零件，則需要使用金剛石研磨進行燒后加工，鈞杰陶瓷在碳化硼陶瓷精密加工方面具有豐富的經(jīng)驗及先進的技術。

碳化硼陶瓷制造
碳化硼可以加工成生坯、餅干狀或完全致密的狀態(tài)。 在生坯或餅干形式時，它可以相對容易地加工成復雜的幾何形狀。 但是，使材料完全致密化所需的燒結過程會導致碳化硼主體收縮約 20%。 這種收縮意味著在加工碳化硼預燒結時不可能保持非常嚴格的公差。 為了達到非常嚴格的公差，必須使用金剛石工具對完全燒結的材料進行加工/研磨。 在這個過程中，使用非常精確的金剛石涂層工具/輪來研磨材料，直到形成所需的形狀。 由于材料的固有硬度，這可能是一個耗時且昂貴的過程。