Aplicação de cerâmicas de carbeto de boro

Graças à extrema dureza do B4C, diversos bicos de jateamento podem ser fabricados com ele para cabeçotes de máquinas de remoção de ferrugem em navios, apresentando uma vida útil dezenas de vezes maior do que a de cabeçotes de jateamento de alumina. O bico utilizado para tratamento superficial por jateamento em produtos de alumínio também é feito de B4C, com vida útil superior a um mês. De modo geral, materiais superduros possuem boa resistência ao desgaste, e o B4C também é um excelente material para anéis de vedação mecânica, podendo ser utilizado em rolamentos, eixos, bicos de alta pressão, entre outros.

Em segundo lugar, utilizando a propriedade de absorção de nêutrons do isótopo B no B4C, foram desenvolvidos componentes cerâmicos de B4C para o controle de reatores nucleares. O controle de reatores nucleares é realizado por meio de controle elétrico, o que exige alta capacidade de absorção de nêutrons, ou seja, alta seção de choque de absorção de nêutrons, alta resistência à temperatura e resistência à radiação. Geralmente, são selecionadas cerâmicas de B4C sinterizadas contendo B10, que são sinterizadas ou prensadas a quente a 1900-2000 °C. Sua densidade relativa é de 0,95. Se houver muitos poros residuais, o armazenamento de gases de reação sob radiação causará expansão e danos. Portanto, o B4C deve ser o mais denso possível e, quanto maior a resistência, melhor.

O boro-10 (B10) representa apenas 19,9% da massa do boro natural, enquanto o B10 enriquecido pode atingir 99% em massa. Portanto, o uso de B10 enriquecido para preparar o boro-4C (B4C) pode melhorar significativamente a capacidade de absorção de nêutrons. O B4C, como material absorvedor de nêutrons, pode ser encapsulado em revestimento de aço inoxidável na forma de pó ou grânulos para formar barras de controle ou elementos de blindagem para reatores nucleares. É usado principalmente em reatores de nêutrons térmicos, mas também em reatores de nêutrons rápidos. Devido à sua extrema dureza e baixa densidade, o B4C tem sido usado como material leve para coletes à prova de balas ou armaduras em outros países há muito tempo. Nos últimos anos, também houve avanços em seu uso para compor armaduras com materiais de náilon de alta resistência. O B4C possui muitas propriedades excelentes, mas sua alta temperatura de densificação, alto consumo de energia e alto custo de preparação limitam a expansão de suas aplicações. Algumas de suas propriedades únicas têm motivado a busca por novas aplicações, a minimização de seus custos e a competição com outras cerâmicas de alta tecnologia.