تهیه پودر کاربید بور (b4c) و بررسی خواص آن

سرامیکهای ساخته شده از کاربید بور (b4c) به دلیل دارا بودن خواص منحصر به فردی همچون سختی فوق العاده بالا، مقاومت پوششی عالی، نقطه ذوب بالا و دانسیته پایین پتانسیل بالایی برای بسیاری از کاربردهای ساختاری در دمای اتاق و درجه حرارتهای بالا دارند.این سرامیکها در کاربردهای مکانیکی، شیمیایی، هسته ای و غیره مورد استفاده قرار می گیرند. از مهمترین کاربردهای مکانیکی این ماده می توان ساینده ها، ابزار برش ، زره های سرامیکی و جلیقه های ضد گلوله جهت حفاظت اتومبیل، هواپیما، تانک و فرد در مقابل گلوله های نافذ را نام برد. کاربید بوریک ماده خام مهم برای تولید سایر بوریدها و شیمی بور می باشد. این ماده در فرآیند بورنایزینگ مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده در کنار گرافیت به عنوان ترموکوپل برای اندازه گیری درجه حرارتهای بالاتر از 2500 درجه کالری بکار گرفته می شودا. کاربید بور بسیاری یافته است . با توجه به هزینه اقتصادی بالا برای ساخت کاربید بور از یک طرف و اهمیت استراتژیبکی آن از طرف دیگر تهیه این پودر به سختی و با هزینه های گزاف انجام می گیرد. لذا سنتز این پودر در داخل کشور می تواند از اهمیت بسزایی برخوردار باشد. در این تحقیق پودر مزبور با استفاده از احیاء اکسید بور به روش کربوترمی تهیه شد. برای این امر ابتدا پودر اکسید بور با کربن بخوبی مخلوط و آسیاب شد. مخلوط حاصل پس از عبور الک 325 مش در یک بوته گرافیتی قرار داده شد و سپس در کوره تیوبی از دمای 1150 درجه سانتیگراد تا 1450 درجه سانتیگراد برای زمانهای مختلف از 2 الی 8 ساعت حرارت داده شد. در تمام مدت فرآیند، گاز آرگون برای ایجاد اتمسفر غیراکسیدی در محفظه واکنش جریان داشت . محصول خارج شده از کوره تحت بررسی های مختلف قرار گرفت . با این روش توانستیم به محصولی حاوی تقریبا 1 درصد اکسید بور و واکنش نکرده، 10 درصد کربن واکنش نکرده و 89 درصد کاربید بور در دمای 1450 درجه سانتیگراد و زمان 2 ساعت دست یابیم. در این آزمایشاات تشکیل کاربید بور در دماهای پایین تر (1150 درجه سانتیگراد) نیز تایید گردید. در حالیکه طبق مستندات موجود محقق حداقل دمای لازم برای انجام واکنش را 1400 درجه سانتیگراد معرفی کرده اند. سپس محصول را تخلیص نمده تراکسید بور و کربن آزاد آن بطور کامل حذف شود. نتایج xrd و sta این موضوع را تایید کردند. پودر کاربید بور حاصله دارای یک توزیع نرمال اندازه ذرات بود و 95 درصد از این پودر ریزتر از 25 میکرون بود.