Bor karbür (B4C) genellikle “Siyah elmas” olarak adlandırılır. Neredeyse elmas kadar sert ve siyah kristalin bir katıdır.1 Karbon atomu ve 4 Bor atomu bileşiği oluşturmaktadır. Grimsi siyah renkli ve genellikle çok sert seramik bir malzemedir. Karbon ve Bor’un, sırasıyla 6 ve 5 gibi atom numaralarına sahip olan periyodik tabloda birbirine bitişik yerleştirildiği belirtilmelidir.
Bor karbür nanoparçacıklarının çapı yaklaşık 40 nm’dir. Sertliği ve nötronlarla benzersiz etkileşimi gibi temel özellikleri nedeniyle birçok endüstride kullanılır. Mühendisler ve araştırmacılar Bor karbür nanoparçacıkları için kapsamlı araştırmalar yaptılar. Bor karbürün mekanik özellikleri, çeşitli uygulamalarda kullanışlı olmasını sağlar. Bu makale Bor Karbür Nanoparçacıklarına, tarihçesine, özelliklerine, üretimine ve farklı sektörlerdeki uygulamalarına odaklanmaktadır.
Bor Karbür Nanopartiküllerinin Tarihi:
B4C, 19. yüzyılda metalik boritleri içeren reaksiyonların bir yan ürünü olarak keşfedildi. 1930’dan sonra çalışmalara ve araştırmalara başlandı.
B4C Nanotoz’un 8 Özelliği:
Bor Karbür Nanopartiküllerinin özellikleri aşağıda ayrıntılı olarak tarif edilmiştir:
1. B4C Nanopartiküllerinin Molar Ağırlığı
Bileşiğin molar ağırlığı 55.255 g / mol iken, yoğunluk 2.52 g / cm3’tür.
2. B4C Nanopartiküllerinin Kristal Yapısı
Kristal yapısı eşkenar dörtgendir. Borik asidin grafit ile 2600 ° C’de tepkimesiyle hazırlanır.
3. B4C Nanopartiküllerinin Partikül Büyüklüğü Dağılımı ve SSA’sı
İnce bir partikül büyüklüğü dağılımı, daha geniş spesifik yüzey alanı ve iyi saflık aralığına sahiptir. Bor karbür Nanopartiküllerin Spesifik Yüzey Alanı 42 m2 / g’den fazladır.
4. B4C Nanopartiküllerinin Erime Noktası
Bor karbür Nanopartiküllerinin erime noktası yaklaşık 2350 ° C’dir.
5. B4C Nanopartiküllerinin Kaynama Noktası
Bor karbür Nanopartiküllerin kaynama noktası yaklaşık 3500 ° C ve sertlik 9.3’e kadar çıkarken, bükülme kuvveti 400 MPa’dan yüksektir.
6. B4C Nanoparçacıkların Reaktivitesi ve Kararlılığı
Bor karbürNanopartikülleralkali veya asit çözeltisi ile reaksiyona girmez. Bileşik genellikle yüksek sıcaklıklara karşı dirençlidir ve oksidasyon önleyici özelliklere, yüksek mukavemet, yüksek sertlik, yüksek ezilme verimi, yüksek elastik modül, iyi bir kendinden yağlama özelliklerine ve daha büyük aşınma direncine sahiptir.
Bor karbür nanoparçacıkları, iyi anti-radyasyon performansı ve mükemmel nötron emme özellikleri ile daha yüksek bir termal nötron yakalama kesitine sahiptir.
7. B4C Nanopartiküllerin Rengi
Bor karbür Nanoparçacıkları genellikle Siyah renkte bulunur.
8. B4C Nanopartiküllerinin Diğer Özellikleri
Saflığı % 99 kadardır.
Bor karbür Nanopartiküllerinin büyüklüğü yaklaşık 50 nm’dir.
Bor Karbür Nanotoz Üretim Süreci:
Bor Karbür nanoparçacıkları, magnezyum diborid’in karbon nanotüplerde termal ayrışmasıyla üretilen borun reaksiyonuyla üretilir. Bor karbür nanoparçacıkların üretimi için optimum sıcaklık 1150 derecedir ve üç saat boyunca vakumda tutulur.Bu üretim yöntemi iyi kristallik verir.
Bor Karbür Nanopartiküllerinin 9 Uygulaması:
1.Bor karbür nanoparçacıkları, farklı sektörlerde, aşağıda verilen çeşitli uygulamalara sahiptir.
2.B4C nanopartikülleri, tank zırhlarının imalatında yaygın olarak kullanılır. Sertlikleri ve düşük yoğunlukları nedeniyle kurşun geçirmez yeleklerde de kullanılır.Nükleer sektörde kontrol çubuğu, kapatma paletleri ve koruyucu kalkan gibi bazı uygulamalarda da kullanılmasının yanı sıra, nötron yakalama özelliklerinden dolayı nötronları tespit etmek için de kullanılırlar. Ayrıca, termal şok direnci ve termal iletkenliklerinden dolayı, nükleer füzyon reaktörlerinde kullanılmaktadır.
3.Ayrıca, Bor Karbür nanoparçacıkları, sertlikleri nedeniyle aletleri kesmek ve taşlamak için çok uygundur. Bor karbürünün nanopartikülleri çok sert ve kararlıdır. Kararlılık nedeniyle alkali asit çözeltileriyle etkileşime girmezler. Bu nanopartiküller ayrıca agresif yapıları nedeniyle alıştırma ve cilalama uygulamalarında da kullanılır. Bor karbür nanopartikülleri, uzun ömürlü radyasyon oluşumu olmadan nötronları emme kapasitesine sahiptir.
4.Bor Karbür Nanopartiküller, kişisel kullanım ve ekipman için seramik zırh uygulamaları,
malzemeyi taşlamak ve cilalamak için aşındırıcı, püskürtme ucu, dielektrik bariyerler için yarı iletken uygulamaları, seramik rulmanlar, nükleer ve tıbbi uygulamalar gibi ileri teknoloji uygulamaları için de önemlidir.
5.Bor karbürün nanoparçacıkları dikkate değer olarak aşınma dirençlerinden dolayı seramik rulmanlar, tel çekme kalıpları ve püskürtme uçları için kullanılır. Bu nanopartiküller zırhlı araçlarda balistik ve mermi tehditlerine karşı korunma amacıyla kullanıma çok uygundur. Bunun nedeni düşük özgül ağırlıkları ve daha yüksek darbe direncidir.
6.Bor karbür nanoparçacıkları ayrıca bıçak araçları gibi farklı malzemeleri kaplamak amacıyla kullanılır. Titanyum alaşımı, alüminyum alaşımı ve paslanmaz çelik gibi farklı alaşımları kesmek için de kullanılabilir. Bu nanopartiküller, Ultra yüksek yoğunluklu disk sürücülerinde ince film yapmak için de kullanılır.
7.Ayrıca, paslanmaz çelikten yapılan aletler, termal şoklara karşı güvenlik için plazma püskürtmeli Bor karbür nanopartiküller kullanılarak kaplanır. Yüksek bor içeriği yüksek refrakterlik ve iyi kimyasal inertlik gösterir.
8.Nano B4C, Havacılık ve Uzay sektöründe de düşük yoğunlukları, yüksek sertlikleri ve düşük termal genleşmeleri nedeniyle Berilyum alaşımlarının yerine kullanılır. Ayrıca plastik matrisleri takviye malzemesi olarak güçlendirmek için de kullanılırlar.
9.Bor karbür nanoparçacıkları ayrıca yüksek sıcaklıktaki elektronik cihazlarda, örneğin termoelastik cihazlarda da uygulamaları mevcuttur. Ayrıca yarı iletken uygulamalarda dielektrik bariyerler olarak kullanılır.
B4C Nanopartiküllerinin Depolanması:
Bor karbürünün nanoparçacıkları genellikle serin ve kuru bir atmosferde depolanır. Nemden dolayı yığınlamadan kaçınmalı ve havaya maruz bırakılmamalıdır. Ayrıca, yüksek basınca maruz kalmamalı ve oksidanlarla etkileşime girmemelidir.
Sonuç
Bor Karbür Nanopartiküller, benzersiz özellikleri nedeniyle farklı sektörlerde birçok uygulamaya sahiptir. Çok sertler ve bu nedenle siyah elmas olarak da adlandırılırlar. Taneciklerin büyüklüğü yaklaşık 40 nm’dir ve 19. yüzyılda bulunmuştur. Bor Karbür Nanoparçacıkların uygulamaları kurşun geçirmez yelekler, zırh araçları, kesme, taşlama, parlatma, nükleer ve tıp sektöründe bulunur. Halen, yenilikçi kullanımlarının daha fazlasını keşfetmek için birçok araştırma yapılmaktadır.