碳化硼陶瓷的应用

利用B4C超高的硬度，可以制成各种喷砂嘴，用于船舶除锈喷砂机的喷砂头，比用氧化铝喷砂头寿命长几十倍。铝制品中用于表面喷砂处理的喷嘴也是用B4C制作的，使用寿命可达一个月以上。一般来说，超硬材料耐磨性好，B4C也是机械密封环的良好材料，可用于轴承、车轴、高压喷嘴等。

其次，利用B4C中同位素B对中子的吸收特性，研制用于核反应堆控制的B4C陶瓷元件。核反应堆的控制是通过电控制来实现的，要求具有较高的中子吸收能力，即高的中子吸收截面，耐高温，耐辐射。一般选用含B10的烧结B4C陶瓷，在1900～2000℃烧结或热压而成。其相对密度为0.95。如果残留气孔过多，在辐射作用下储存反应气体，会引起气体膨胀而损坏。因此，B4C应尽可能致密，强度越高越好。

天然硼中B10仅占19.9%的质量分数，而浓缩B10则可达99%的质量分数，因此利用浓缩B10制备B4C可大大提高中子吸收能力。B4C作为中子吸收材料，可以以粉末或颗粒形式封装在不锈钢包壳内，制成核反应堆的控制棒或屏蔽元件，多用于热中子反应堆，也有用于快中子反应堆。由于B4C具有超硬、密度小等特点，国外早已将其用作防弹衣或装甲的轻质防弹材料，近年来，将其与高强度尼龙材料复合装甲也取得了进展。B4C具有许多优异的性能，但其致密化温度高、能耗大、制备成本高等问题限制了其应用的拓展，而其某些独特性能又促使人们努力探索其应用领域，尽量降低其成本，与其他高科技陶瓷相竞争。