تطبيقات سيراميك كربيد البورون

بفضل صلابة B4C الفائقة، يُمكن تصنيع فوهات نفث رمل متنوعة باستخدامها لرؤوس نفث الرمل في آلات إزالة صدأ السفن، والتي تتميز بعمر افتراضي أطول بعشرات المرات من رؤوس نفث الرمل المصنوعة من الألومينا. كما تُصنع الفوهات المستخدمة في معالجة نفث الرمل السطحي لمنتجات الألومنيوم من B4C، ويصل عمرها الافتراضي إلى أكثر من شهر. تتميز المواد فائقة الصلابة عمومًا بمقاومة جيدة للتآكل، كما يُعد B4C مادة مثالية لحلقات الختم الميكانيكية، والتي تُستخدم في المحامل والمحاور وفوهات الضغط العالي، وغيرها.

ثانيًا، باستخدام خاصية امتصاص النيوترونات للنظير B في B4C، طُوّرت مكونات سيراميك B4C للتحكم في المفاعلات النووية. يتم التحكم في المفاعلات النووية من خلال التحكم الكهربائي، مما يتطلب قدرة امتصاص نيوترونية عالية، أي مقطع عرضي عالي لامتصاص النيوترونات، ومقاومة عالية لدرجات الحرارة والإشعاع. بشكل عام، يتم اختيار سيراميك B4C المُلبّد الذي يحتوي على B10، والذي يُلبّد أو يُضغط ساخنًا عند درجة حرارة تتراوح بين 1900 و2000 درجة مئوية. كثافته النسبية 0.95. في حال وجود الكثير من المسام المتبقية، فإن تخزين غازات التفاعل تحت الإشعاع سيؤدي إلى تمدد الغاز وتلفه. لذلك، يجب أن يكون B4C بأعلى كثافة ممكنة، وكلما زادت قوته، كان ذلك أفضل.

يُمثل B10 نسبة 19.9% ​​فقط من كتلة البورون الطبيعي، بينما يُمكن أن تصل نسبة B10 المُخصب إلى 99%. لذلك، يُمكن أن يُحسّن استخدام B10 المُخصب لتحضير B4C من قدرة امتصاص النيوترونات بشكل كبير. يُمكن تعبئة B4C، كمواد ماصة للنيوترونات، في غلاف من الفولاذ المقاوم للصدأ على شكل مسحوق أو حبيبات لتشكيل قضبان تحكم أو عناصر حماية للمفاعلات النووية. يُستخدم بشكل رئيسي في مفاعلات النيوترونات الحرارية، ولكن أيضًا في مفاعلات النيوترونات السريعة. نظرًا لصلابته الفائقة وكثافته المنخفضة، استُخدم B4C لفترة طويلة كمادة خفيفة الوزن مضادة للرصاص في السترات الواقية من الرصاص أو الدروع في الدول الأجنبية. في السنوات الأخيرة، تم إحراز تقدم أيضًا في استخدامه في الدروع المركبة مع مواد النايلون عالية القوة. يتميز B4C بالعديد من الخصائص الممتازة، إلا أن درجة حرارة تكثيفه العالية، واستهلاكه العالي للطاقة، وتكلفة تحضيره العالية تحد من توسع تطبيقاته. وقد دفعت بعض خصائصه الفريدة الناس إلى السعي لاستكشاف تطبيقاته، وتقليل تكلفته، ومنافسة السيراميك عالي التقنية الآخر.