คุณสมบัติของเบ้าหลอมโบรอนคาร์ไบด์มีอะไรบ้าง?

คุณสมบัติของเบ้าหลอมโบรอนคาร์ไบด์มีอะไรบ้าง?

โบรอนคาร์ไบด์ (B₄C) มักถูกนำมาใช้ในเบ้าหลอมพิเศษ เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงหรือกัดกร่อน ต่อไปนี้คือคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับเบ้าหลอมโบรอนคาร์ไบด์:

1. ลักษณะของเบ้าหลอมโบรอนคาร์ไบด์

ความแข็งสูงเป็นพิเศษ (ความแข็ง Mohs 9.3): รองจากเพชรและคิวบิกโบรอนไนไตรด์ ซึ่งมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงมาก

จุดหลอมเหลวสูง (ประมาณ 2,450°C): เหมาะสำหรับการทดลองที่อุณหภูมิสูงมาก (โดยทั่วไปอุณหภูมิในการทำงาน ≤ 2,200°C)

ความต้านทานการกัดกร่อนทางเคมี: ทนทานต่อการกัดกร่อนจากกรด ด่าง และโลหะหลอมเหลว (เช่น อะลูมิเนียมและทองแดง) แต่มีเสถียรภาพต่ำต่อสารออกซิไดเซอร์ที่มีฤทธิ์รุนแรง (เช่น กรดซัลฟิวริกเข้มข้นร้อนและกรดไนตริก)

ความหนาแน่นต่ำ (2.52 g/cm³): น้ำหนักเบา เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการลดน้ำหนัก

การดูดซับนิวตรอน: เหมาะสำหรับการป้องกันหรือควบคุมรังสีนิวตรอนในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์

2. การสมัคร

อุตสาหกรรมโลหะ: การหลอมโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูง (เช่น อลูมิเนียมและทองแดง) หรือโลหะผสมเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อน

อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์: การปลูกซิลิคอนผลึกเดี่ยวหรือการประมวลผลวัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูง

อุตสาหกรรมนิวเคลียร์: การจัดเก็บวัสดุที่เป็นกัมมันตภาพรังสีหรือเป็นตัวดูดซับนิวตรอน

การวิจัยในห้องปฏิบัติการ: ปฏิกิริยาเคมีหรือการสังเคราะห์วัสดุภายใต้สภาวะที่รุนแรง

3. ข้อควรระวังในการใช้งาน

ความไวต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ: คาร์ไบด์โบรอนมีความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิต่ำ และควรหลีกเลี่ยงการทำให้เย็นลงและร้อนอย่างรวดเร็ว (เช่น การดับโดยตรงจากอุณหภูมิสูง)

ความเปราะบางทางกล: เพื่อหลีกเลี่ยงแรงกระแทกทางกลหรือความเค้นที่เข้มข้น ให้ปรับรูปร่างเบ้าหลอมและโครงสร้างรองรับให้เหมาะสมในระหว่างการออกแบบ

ความเสี่ยงจากการเกิดออกซิเดชัน: การเกิดออกซิเดชันบนพื้นผิวอาจเกิดขึ้นในบรรยากาศออกซิไดซ์ที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 1,000°C ดังนั้น การใช้งานในบรรยากาศเฉื่อย (เช่น อาร์กอน) หรือสภาพแวดล้อมสุญญากาศจึงเป็นสิ่งสำคัญ

ต้นทุนสูง: โบรอนคาร์ไบด์มีการเตรียมที่ซับซ้อนและมีราคาแพง และมักใช้ในกระบวนการที่สำคัญ