Application des céramiques en carbure de bore

Grâce à l'ultra-dureté du B4C, il est possible de fabriquer diverses buses de sablage pour les têtes de sablage des machines de décapage de la rouille navale. Ces buses ont une durée de vie plusieurs dizaines de fois supérieure à celle des têtes de sablage en alumine. Les buses utilisées pour le sablage de surface des produits en aluminium sont également fabriquées en B4C et leur durée de vie peut dépasser un mois. De manière générale, les matériaux ultradurs présentent une excellente résistance à l'usure. Le B4C est également un matériau de choix pour les bagues d'étanchéité mécaniques et peut être utilisé dans les roulements, les essieux, les buses haute pression, etc.

Deuxièmement, en exploitant les propriétés d'absorption neutronique de l'isotope B dans le B₄C, des composants céramiques en B₄C destinés au contrôle des réacteurs nucléaires ont été développés. Le contrôle des réacteurs nucléaires s'effectue par commande électrique, ce qui exige une forte capacité d'absorption neutronique (section efficace d'absorption neutronique élevée), une résistance aux hautes températures et aux radiations. Généralement, on utilise des céramiques de B₄C frittées contenant du B₁₀, obtenues par frittage ou pressage à chaud entre 1900 et 2000 °C. Leur densité relative est de 0,95. Une porosité résiduelle trop importante peut entraîner la dilatation et la détérioration des gaz de réaction stockés sous irradiation. Par conséquent, le B₄C doit être aussi dense que possible, et plus sa résistance mécanique est élevée, mieux c'est.

Le bore naturel ne représente que 19,9 % de sa masse (B10), tandis que le bore enrichi peut atteindre 99 % (B10 + 99 %). Par conséquent, l'utilisation de bore enrichi (B10) pour la préparation du bore-4-carbone (B4C) permet d'améliorer considérablement sa capacité d'absorption des neutrons. Le B4C, matériau absorbant les neutrons, peut être conditionné sous forme de poudre ou de granulés dans un gainage en acier inoxydable pour la fabrication de barres de contrôle ou d'éléments de blindage pour réacteurs nucléaires. Il est principalement utilisé dans les réacteurs à neutrons thermiques, mais aussi dans les réacteurs à neutrons rapides. Grâce à sa dureté extrême et sa faible densité, le B4C est utilisé depuis longtemps à l'étranger comme matériau pare-balles léger pour les gilets pare-balles et les armures. Ces dernières années, des progrès ont également été réalisés dans son utilisation composite avec des nylons haute résistance pour la fabrication d'armures. Le B4C possède de nombreuses propriétés remarquables, mais sa température de densification élevée, sa forte consommation d'énergie et son coût de production élevé limitent son développement. Certaines de ses propriétés uniques incitent à explorer davantage ses applications, à minimiser son coût et à le rendre compétitif face aux autres céramiques de haute technologie.