El carburo de boro , también conocido como diamante negro, es una sustancia inorgánica con una fórmula química de B4C , generalmente un micropolvo gris-negro. Es uno de los tres materiales más duros conocidos (después del diamante y el nitruro de boro cúbico) y se utiliza en armaduras de tanques, chalecos antibalas y muchas aplicaciones industriales.

Varios métodos de preparación de carburo de nano-boro (suministro 100-200nm):

1. Método de reducción carbotérmica

Debido a su baja densidad, alta resistencia, estabilidad a altas temperaturas y buena estabilidad química. Se utiliza en materiales resistentes al desgaste, fases reforzadas con cerámica, especialmente en armaduras livianas, absorbentes de neutrones de reactores, etc. Además, en comparación con el diamante y el nitruro de boro cúbico, el carburo de boro es fácil de fabricar y de bajo costo, por lo que es más ampliamente utilizado Puede reemplazar el costoso diamante en algunos lugares y se usa comúnmente para esmerilar, esmerilar, taladrar y otras aplicaciones.

2. Método de síntesis de alta temperatura autopropagante

Síntesis de alta temperatura autopropagante, también conocida como tecnología SHS. Este método fue inventado por Merzhahov del antiguo Instituto Soviético de Química Física. Este método tiene las ventajas de una temperatura de reacción baja (1000 ℃ ~ 1200 ℃), ahorro de energía (después de usar energía externa para encender, la onda de combustión puede llevarse a cabo solo por el calor liberado por la reacción), reacción rápida, etc. por lo que el carburo de boro sintetizado La pureza del polvo es alta y el tamaño de partícula del polvo original es relativamente fino (0,1-4 μm), y generalmente no es necesario romperlo nuevamente. Además, durante el proceso SHS, las velocidades de calentamiento y enfriamiento son extremadamente rápidas, y es fácil formar defectos de alta concentración y estructuras fuera de equilibrio. La forma cristalina del polvo es irregular, lo que puede hacer que el producto tenga una alta actividad y mejore su rendimiento de sinterización. Sin embargo, es extremadamente difícil eliminar completamente las impurezas de boro y magnesio en el producto, lo que aumentará el flujo y el costo del proceso, que es un problema que debe estudiarse más a fondo en el proceso.

3. Método de craqueo de precursores de polímeros

El método de craqueo de precursores a baja temperatura es un método en el que las sustancias inorgánicas o alcóxidos metálicos se someten a cuatro procesos de solución, sol, gel y solidificación, y luego se someten a un tratamiento térmico para convertirse en compuestos sólidos. El método puede diseñar y controlar la uniformidad y el tamaño de partícula del polvo de carburo de boro a nivel molecular, para obtener nanomateriales ultrafinos, de alta pureza y uniformes. La fuente de carbono es generalmente glicerol, ácido cítrico, alcohol polivinílico, glucosa, manitol, almidón, sacarosa y celulosa, etc., y la fuente de boro es ácido bórico o anhídrido de boro.

4. Método sol-gel

El principio básico de este método es que compuestos metálicos fácilmente hidrolizados (sales inorgánicas o alcóxidos metálicos) reaccionan con agua en un solvente, se gelatinizan gradualmente a través de hidrólisis y policondensación, y luego se secan y sinterizan para obtener los materiales deseados. Las reacciones básicas incluyen la reacción de hidrólisis y la reacción de polimerización, que pueden preparar mezclas de un solo componente con alta pureza, distribución uniforme del tamaño de las partículas y alta actividad química a baja temperatura.

Al seleccionar una fuente de boro y una fuente de carbono adecuadas para formar el gel, este método tiene las ventajas de una mezcla de materias primas a nivel molecular más uniforme, una temperatura de reacción baja y un producto voluminoso.

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