Applicazione della ceramica al carburo di boro

Utilizzando l'altissima durezza del B4C, è possibile realizzare vari ugelli di sabbiatura utilizzandolo per le teste di sabbiatura delle macchine per la sabbiatura della ruggine delle navi, che hanno una durata di diverse decine di volte superiore rispetto all'utilizzo di teste di sabbiatura in allumina. Anche l'ugello utilizzato per il trattamento di sabbiatura superficiale nei prodotti in alluminio è realizzato in B4C e la sua durata di servizio può raggiungere più di un mese. In generale, i materiali superduri hanno una buona resistenza all'usura e il B4C è anche un buon materiale per anelli di tenuta meccanici, che possono essere utilizzati per cuscinetti, assi, ugelli ad alta pressione, ecc.

In secondo luogo, utilizzando la proprietà di assorbimento dei neutroni dell'isotopo B in B4C, vengono sviluppati componenti ceramici B4C per il controllo dei reattori nucleari. Il controllo dei reattori nucleari viene implementato tramite controllo elettrico, che richiede un'elevata capacità di assorbimento dei neutroni, ovvero un'elevata sezione trasversale di assorbimento dei neutroni, un'elevata resistenza alle alte temperature e una resistenza alle radiazioni. In genere, vengono selezionate ceramiche B4C sinterizzate contenenti B10, che vengono sinterizzate o pressate a caldo a 1900-2000 ℃. La sua densità relativa è 0,95. Se ci sono troppi pori residui, lo stoccaggio dei gas di reazione sotto radiazione causerà l'espansione e il danneggiamento dei gas. Pertanto, B4C dovrebbe essere il più denso possibile e maggiore è la resistenza, meglio è.

B10 rappresenta solo il 19,9% in massa nel boro naturale, mentre B10 arricchito può raggiungere il 99% in massa. Pertanto, l'uso di B10 arricchito per preparare B4C può migliorare notevolmente la capacità di assorbimento dei neutroni. B4C, come materiale assorbente di neutroni, può essere confezionato in rivestimento in acciaio inossidabile in polvere o pellet per formare barre di controllo o elementi di schermatura per reattori nucleari. È utilizzato principalmente nei reattori a neutroni termici, ma anche nei reattori a neutroni veloci. Grazie alla sua superdura e bassa densità, B4C è stato utilizzato come materiale antiproiettile leggero per giubbotti antiproiettile o armature in paesi stranieri per molto tempo. Negli ultimi anni, sono stati fatti progressi anche nell'uso per armature composite con materiali in nylon ad alta resistenza. B4C ha molte proprietà eccellenti, ma la sua elevata temperatura di densificazione, l'elevato consumo di energia e l'elevato costo di preparazione limitano la sua espansione applicativa. E alcune delle sue proprietà uniche hanno spinto le persone a impegnarsi per esplorare le sue applicazioni, minimizzarne i costi e competere con altre ceramiche ad alta tecnologia.