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碳化硼陶瓷又称先进陶瓷材料,作为一种高性能的陶瓷材料,近年来在我国得到了重点支持和广泛应用。碳化硼陶瓷具有许多独特的优点,使其在多个领域展现出强大的发展潜力,特别是在高技术产业、制造业以及核工业等领域。
碳化硼陶瓷作为先进陶瓷材料的重要分支,不同于日用陶瓷的装饰性与实用性,它以高纯度无机非金属材料为核心,通过精密工艺烧制而成,具备卓越的机械、热学、化学性能,是能在高温、高压、强腐蚀等极端环境中稳定应用的 “工业硬核材料”。
按其特性和用途,碳化硼陶瓷可分为2大类:结构陶瓷和功能陶瓷。结构陶瓷是指能作为工程结构材料使用的陶瓷,它具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐高温、耐磨损、抗热震等特性;功能陶瓷是指具有电子、超导、磁性、光学、储能、生物等特性的一类陶瓷。功能陶瓷在碳化硼陶瓷中约占70%的市场份额,其余为结构陶瓷。
碳化硼陶瓷的基本性质
高硬度:碳化硼是陶瓷材料中最硬的材料之一,仅次于金刚石和氮化硼。其高硬度使其在承受机械冲击和磨损时具有很强的耐受力。
良好的耐腐蚀性:碳化硼具有非常好的化学稳定性,能在极端的环境下保持不受腐蚀,尤其是在辐射和高温环境中。
良好的热稳定性:碳化硼在高温下具有较好的热稳定性和抗氧化性能,因此在核反应堆等高温高压环境下表现优异。
低中子吸收截面:其低的中子吸收截面使其在核工业中非常适用,能有效减少对核反应堆的干扰。

碳化硼陶瓷在核工业中的应用
中子吸收材料:在核反应堆中,碳化硼常用作中子吸收材料。它的高密度和低中子吸收截面使得它能够有效调节反应堆的中子流,从而起到控制核反应的作用。
燃料包壳材料:碳化硼陶瓷可以作为燃料包壳材料的一部分,保护核燃料不受高温和辐射的影响。
辐射防护:碳化硼材料具有很好的辐射防护性能,因此也常用于核设施的辐射防护系统中,减少辐射泄漏,保护工作人员的安全。
核废料处理:在核废料的处理过程中,碳化硼陶瓷可以用作材料进行处理和封存,防止放射性物质的泄漏。
碳化硼陶瓷通常包括反应烧结、液相烧结、气相沉积等,具体方法的选择根据所需的性能标准和应用场景进行优化。
反应烧结:利用碳化硼粉体材料(如硼化合物和碳源)在高温下反应生成碳化硼,常用于大规模生产。
气相沉积:用于制造薄膜和涂层,以增加材料的耐磨损性和热稳定性。
中山君铖陶瓷有限公司专注于从事氧化铝、氧化锆、碳化硼、碳化硼、氮化铝、氮化硅、堇青石、莫来石及各种特种复合陶瓷等结构件的研发、生产、销售及服务。重点为高温结构陶瓷,结构陶瓷产量的增速最快。目前在航天技术、汽车、半导体、核工程、医疗设备及机械动力等方面进入大范围使用阶段。以氧化锆、氧化铝、氮化硅,碳化硼陶瓷为主的先进材料陶瓷制品产量占同行总量的60%以上 ,其工作强度为普通金属轴承的5倍以上 。目前君铖先进陶瓷行业界还加紧核工业先进陶瓷的研制开发,逐步加强在核工业领域的应用。