Cacbua silic so với cacbua boron
Cacbua silic và cacbua boron thường là nguyên liệu thô trong ngành công nghiệp mài và gốm sứ. Cả hai vật liệu đều có độ cứng cao và khả năng chịu nhiệt độ cao. Tuy nhiên, cả cacbua silic và cacbua bo đều có những đặc điểm khác nhau về kịch bản sử dụng và hiệu suất nhiệt độ cao.
Những đặc điểm và sự khác biệt của cacbua silic & cacbua boron nằm ở các khía cạnh sau:
Trong lĩnh vực mài, độ cứng của vật liệu là một trong những chỉ số chính về khả năng mài. Ở nhiệt độ phòng, độ cứng Vickers của silicon carbide là 28-34GPa và độ cứng Mohs là 9,2-9,5. Độ cứng Vickers của boron cacbua là 35-45GPa và độ cứng Mohs là 9,3. Cacbua silic thường được phân loại là chất mài mòn truyền thống, trong khi boron cacbua được phân loại là chất mài mòn siêu cứng. Tuy nhiên, độ bền nhiệt độ cao của hai vật liệu này thể hiện các biến thể khác nhau. Khi nhiệt độ đạt 1000 độ, độ cứng của cacbua silic sẽ giảm xuống 17-18 GPa. Ở cùng nhiệt độ, độ cứng của cacbua bo vẫn có thể được duy trì trên 30GPa. Ngoài ra, cacbua silic và cacbua bo đều là chất mài mòn giòn.
Hiệu suất chống cháy. Điểm nóng chảy không đồng bộ của cacbua silic có thể đạt tới 2750 độ, trong khi điểm nóng chảy của boron cacbua là 2450 độ. Tất cả đều thuộc về vật liệu chịu lửa ở nhiệt độ cao. Tuy nhiên, việc sử dụng chúng rất khác nhau. Cacbua silic có khả năng chống sốc nhiệt, độ bền ở nhiệt độ cao và độ dẻo dai tốt hơn so với boron cacbua. Trong khi đó, giá thành của SiC thấp hơn nhiều so với B4C. Cacbua silic được sử dụng rộng rãi hơn trong lĩnh vực chịu nhiệt độ cao.
Mật độ lý thuyết của cacbua silic là 3,2g / cm3 và mật độ lý thuyết của boron cacbua là 2,52g / cm3. Trong lĩnh vực sản xuất gốm kỹ thuật, cả hai đều là vật liệu gốm được sử dụng phổ biến. Tuy nhiên, cacbua bo có mật độ thấp nhất trong số các vật liệu gốm đã biết và có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận gốm linh kiện hàng không.
Hiệu suất chống oxy hóa. Cacbua silic có đặc tính chống oxy hóa tốt và cacbua silic dưới 1000 độ C có thể duy trì sự ổn định tốt. Ở nhiệt độ cao 1000 độ, màng silicon dioxide hình thành trên bề mặt silicon carbide sẽ bảo vệ nó khỏi bị oxy hóa thêm. Khi nhiệt độ tăng lên 1600 độ, SiO2 ngăn cản alumina sẽ mất tác dụng và khả năng chống oxy hóa của cacbua silic sẽ biến mất. Tuy nhiên, khả năng chống oxy hóa của cacbua boron không tốt bằng cacbua silic. Nó bắt đầu oxy hóa ở nhiệt độ khoảng 600 độ C và oxy hóa rất rõ ràng ở nhiệt độ cao 800 độ C, khiến nó đặc biệt dễ xảy ra phản ứng với kim loại. Bằng cách này, cacbua silic không chỉ thích hợp để mài và đánh bóng gốm và thủy tinh mà còn để mài các vật liệu kim loại như hợp kim nhôm và hợp kim đồng thau. Boron cacbua phù hợp hơn để mài và đánh bóng vật liệu tinh thể sapphire.
Cacbua silic thường được sử dụng để mài nguyên liệu thô cho các công cụ mài và phun cát, chủ yếu để gia công các vật liệu như gốm sứ, ngọc bích, đá, thủy tinh, v.v. Cacbua silic là nguyên liệu tốt cho lớp phủ chống ăn mòn và chất kết dính do khả năng chống oxy hóa vượt trội của nó hiệu suất . Mặc dù boron cacbua thường được dùng để mài tinh thể sapphire, nhưng rất khó để chế tạo dụng cụ mài. Chức năng của vật liệu composite boron cacbua chủ yếu hoạt động trong lĩnh vực hấp thụ neutron và bảo vệ bức xạ.Ứng dụng trong đó cacbua silic và cacbua bo hoạt động cùng nhau là các sản phẩm gốm sứ. Các bộ phận gốm chịu mài mòn có thể được chế tạo bằng cách trộn bột cacbua silic, bột cacbua bo và bột hợp kim theo một tỷ lệ nhất định và sử dụng quá trình thiêu kết phản ứng hoặc quá trình thiêu kết ép nóng. Gốm composite được sản xuất có ưu điểm là khả năng chống mài mòn cao, chống va đập mạnh và tính chất hóa học ổn định, đồng thời có nhiều triển vọng ứng dụng.
