碳化硼陶瓷的应用

利用B4C的超高硬度，可以制造出各种喷砂喷嘴，用于船舶除锈喷砂机的喷砂头，其使用寿命比使用氧化铝喷砂头的喷砂头长数十倍。用于铝制品表面喷砂处理的喷嘴也采用B4C制造，其使用寿命可达一个月以上。一般来说，超硬材料具有良好的耐磨性，B4C也是制造机械密封圈的理想材料，可用于轴承、车轴、高压喷嘴等。

其次，利用B4C中同位素硼的吸收中子特性，开发了用于核反应堆控制的B4C陶瓷部件。核反应堆的控制是通过电控实现的，这要求部件具有高中子吸收能力（即高中子吸收截面）、耐高温性和耐辐射性。通常选用含B10的烧结B4C陶瓷，其烧结或热压温度为1900-2000℃，相对密度为0.95。如果残余孔隙过多，储存在辐射下的反应气体会导致气体膨胀和损坏。因此，B4C应尽可能致密，强度越高越好。

天然硼中B10的质量分数仅为19.9%，而富集B10的质量分数可达99%。因此，利用富集B10制备B4C可以显著提高其中子吸收能力。B4C作为一种中子吸收材料，可以粉末或颗粒形式封装在不锈钢包壳中，用于制造核反应堆的控制棒或屏蔽元件。它主要用于热中子反应堆，但也用于快中子反应堆。由于其超硬和低密度，B4C长期以来在国外被用作防弹背心或防弹衣的轻质防弹材料。近年来，B4C与高强度尼龙材料复合制成复合装甲的研究也取得了进展。B4C具有许多优异的性能，但其高致密化温度、高能耗和高制备成本限制了其应用范围的扩大。而其一些独特的性能也促使人们致力于探索其应用，降低成本，并与其他高科技陶瓷材料展开竞争。