Application de la céramique au carbure de bore

Grâce à la dureté ultra-élevée du B4C, diverses buses de sablage peuvent être fabriquées pour les têtes de sablage des machines de dérouillage naval. Leur durée de vie est plusieurs dizaines de fois supérieure à celle des têtes de sablage en alumine. La buse utilisée pour le sablage de surface des produits en aluminium est également en B4C et sa durée de vie peut dépasser un mois. En général, les matériaux ultra-durs offrent une bonne résistance à l'usure, et le B4C est également un bon matériau pour les joints mécaniques, notamment pour les roulements, les essieux, les buses haute pression, etc.

Deuxièmement, en exploitant la propriété d'absorption neutronique de l'isotope B du B4C, des composants céramiques B4C destinés au contrôle des réacteurs nucléaires ont été développés. Le contrôle des réacteurs nucléaires est assuré par commande électrique, ce qui nécessite une capacité d'absorption neutronique élevée, c'est-à-dire une section efficace d'absorption neutronique élevée, une résistance aux températures élevées et une résistance aux radiations. Généralement, on choisit des céramiques B4C frittées contenant du B10, frittées ou pressées à chaud à 1900-2000 °C. Leur densité relative est de 0,95. Si les pores résiduels sont trop nombreux, le stockage des gaz de réaction sous rayonnement entraînera leur dilatation et leur détérioration. Par conséquent, le B4C doit être aussi dense que possible, et plus sa résistance est élevée, mieux c'est.

Le B10 ne représente que 19,9 % en masse du bore naturel, tandis que le B10 enrichi peut atteindre 99 % en masse. Par conséquent, l'utilisation de B10 enrichi pour la préparation du B4C peut améliorer considérablement la capacité d'absorption des neutrons. Le B4C, matériau absorbant les neutrons, peut être conditionné sous forme de poudre ou de granulés dans des gaines en acier inoxydable pour former des barres de contrôle ou des éléments de blindage pour les réacteurs nucléaires. Il est principalement utilisé dans les réacteurs à neutrons thermiques, mais aussi dans les réacteurs à neutrons rapides. Grâce à sa dureté et sa faible densité, le B4C est utilisé depuis longtemps comme matériau pare-balles léger pour les gilets pare-balles et les blindages à l'étranger. Ces dernières années, des progrès ont également été réalisés dans la composition de blindages composites avec des matériaux en nylon haute résistance. Le B4C présente de nombreuses propriétés intéressantes, mais sa température de densification élevée, sa forte consommation énergétique et son coût de préparation élevé limitent le développement de ses applications. Certaines de ses propriétés uniques ont incité les chercheurs à explorer ses applications, à minimiser ses coûts et à concurrencer les autres céramiques de haute technologie.