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碳化硼为灰黑色非金属难熔化合物,碳化硼(B4C)的晶体为
结构为斜面体,六角菱形晶格,熔点为2450~2500℃,显
微硬度为5000kg/cm2,密度2.46g/cm3,硬度仅次于金刚石和氮化硼,逐渐取代其他硬度材料如SiC, SiN,Al2O3,CrO3
等。由于碳化硼的硬度高,决定了它具有高的耐磨性能,而且超过金属碳化物,如碳化硅、碳化钨。它的研磨效率
可以达到金刚石的60%,超过碳化硅40~50%,所以利用它作研磨材料和制作耐磨元件是令人满意的。此外,碳化硼还具有较高的化学稳定性能,热膨胀系数相当低,耐高、低温和酸、碱腐蚀等特殊性能。 而且价格低廉,易于获得。 碳化硼的主要应用 碳化硼最重要的性能在于其超常的硬度(莫氏硬度为9.3,显微硬度为55GPa~67GPa),仅次于金刚石和立方氮化硼,尤其是近于恒定的高温强度,使之成为最理想的高温耐磨材料。用于硬质合金、宝石等硬质材料的磨削、研磨、抛光等,耐磨零件,喷砂嘴。还可用在军企业中,如碳化硼喷嘴。 复合装甲材料 利用其轻质、超硬和高模量等特性,用作轻型防弹衣和防弹装甲材料。采用碳化硼制作的防弹衣,比同型钢质防弹衣要轻50%以上。碳化硼同时还是陆上装甲车辆、武装直升机以及民航客机的重要防弹装甲材料。 碳化硼密度很小(理论密度为2.52×103kg/m3),是陶瓷材料中最轻的,因 此可用于航天航空领域。 碳化硼的中子吸收能力很强,碳化硼相对于纯元素B和Cd来说,造价低,而且耐腐蚀性好,热稳定性好,因此广泛用于核工业中。碳化硼中子吸收能力还可以通过添加B元素而进一步改善。 碳化硼的化学性能优良,在常温下不与酸、碱和大多数无机化合物反应,仅在氢氟酸-硫酸、氢氟酸-硝酸混合物中有缓慢的腐蚀,是化学性质最稳定的化合物之一,可用作陶瓷材料。 碳化硼还具有高熔点、高弹性模量、低膨胀系数和良好的氧气吸收能
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