Anwendung von Borcarbidkeramik

Durch die Nutzung der extrem hohen Härte von B4C können verschiedene Sandstrahldüsen für die Strahlköpfe von Schiffsrostentfernungs-Sandstrahlmaschinen hergestellt werden, deren Lebensdauer um ein Vielfaches höher ist als die von Aluminiumoxid-Sandstrahlköpfen. Auch die Düse für die Oberflächensandstrahlbehandlung von Aluminiumprodukten besteht aus B4C und hat eine Lebensdauer von über einem Monat. Superharte Materialien weisen generell eine gute Verschleißfestigkeit auf, und B4C eignet sich auch gut für Gleitringdichtungen, die für Lager, Achsen, Hochdruckdüsen usw. verwendet werden können.

Zweitens wurden B4C-Keramikkomponenten zur Steuerung von Kernreaktoren entwickelt, indem die Neutronenabsorptionseigenschaften des Isotops B in B4C genutzt wurden. Die Steuerung von Kernreaktoren erfolgt elektrisch, was eine hohe Neutronenabsorptionskapazität, d. h. einen hohen Neutronenabsorptionsquerschnitt, sowie hohe Temperatur- und Strahlungsbeständigkeit erfordert. In der Regel wird gesinterte B4C-Keramik mit B10 ausgewählt, die bei 1900–2000 °C gesintert oder heißgepresst wird. Ihre relative Dichte beträgt 0,95. Zu viele Restporen führen bei der Speicherung von Reaktionsgasen unter Strahlung zu Gasausdehnung und damit zu Schäden. Daher sollte B4C eine möglichst hohe Dichte aufweisen, und je höher die Festigkeit, desto besser.

B10 macht in natürlichem Bor nur 19,9 Massenprozent aus, während angereichertes B10 bis zu 99 Massenprozent erreichen kann. Daher kann die Verwendung von angereichertem B10 zur Herstellung von B4C die Neutronenabsorptionskapazität deutlich verbessern. B4C, ein neutronenabsorbierendes Material, kann in Pulver- oder Pelletform in Edelstahlummantelungen verpackt werden, um Steuerstäbe oder Abschirmelemente für Kernreaktoren herzustellen. Es wird hauptsächlich in thermischen Neutronenreaktoren, aber auch in schnellen Neutronenreaktoren eingesetzt. Aufgrund seiner extrem hohen Härte und geringen Dichte wird B4C im Ausland seit langem als leichtes kugelsicheres Material für kugelsichere Westen und Panzerungen verwendet. In den letzten Jahren wurden auch Fortschritte bei der Verwendung von B4C zur Verbindung von Panzerungen mit hochfesten Nylonmaterialien erzielt. B4C verfügt über viele hervorragende Eigenschaften, doch seine hohe Verdichtungstemperatur, der hohe Energieverbrauch und die hohen Herstellungskosten schränken seine Anwendungsvielfalt ein. Seine einzigartigen Eigenschaften haben dazu geführt, dass man versucht, seine Anwendungen zu erforschen, seine Kosten zu minimieren und mit anderen Hightech-Keramiken zu konkurrieren.