Waar wordt Boriumcarbide voor gebruikt?

Boorcarbide is een van de hardste keramische materialen die er bestaan. Deze borium-koolstofsubstantie komt in de lijst van hardste materialen pas na diamant en kubisch boriumnitride. Het wordt soms de “zwarte diamant” genoemd vanwege zijn extreme hardheid.

Identificatie

CAS-referentienummer: 12069-32-8

PubChem-referentienummer: 123279

ChemSpider: 109889

Productie van boriumcarbide

Henri Moissan was de eerste persoon die deze stof in 1899 synthetiseerde.

Dit materiaal wordt geproduceerd door de reactie van boortrioxide (B₂O₃) met koolstof (C) in het oxidatie- reductieproces. Hierbij wordt het B₂O₃ ondergaat reductie terwijl het zuurstofmoleculen (O) verliest. De reactie, die plaatsvindt boven de smelttemperatuur van Boorcarbide, vindt plaats met behulp van een vlamboogoven (Electric Arc Furnace, EAF). De reactie verloopt als volgt, waarbij grote hoeveelheden koolmonoxide vrijkomen:

Soms kan Magnesium (Mg) worden gebruikt in plaats van Koolstof en wordt de reactie uitgevoerd met een grafietoven.

Chemische formule van boriumcarbide

De chemische formule voor deze keramische stof is B₄C.

Het Beeld van het Boriumcarbide

Afbeelding 1 – Boorcarbide
Bron – Boorcarbide en.wikipedia.org

Eigenschappen van Boriumcarbidepoeder

Hieronder volgen enkele van de fysische en chemische eigenschappen van deze keramische substantie:

Uiterlijk: Het is een zwart poeder in zijn normale fysische toestand.
Geur: Het is geurloos.
Oplosbaarheid: Deze stof is onoplosbaar in water.
Molaire massa: De molaire massa van Boorcarbide is 55,255 g/mol.
Hardheid: De hardheid van deze keramiek ligt ergens tussen 9 en 10 op de schaal van Mohs.
Soortelijk gewicht: Het soortelijk gewicht is 2,52.
Smeltpunt: Het smeltpunt van dit materiaal is 2763 °C (5005 °F).
Kookpunt: het heeft een kookpunt van 3500 °C (3500 °C).
Dichtheid: De dichtheid van deze vaste stof is 2,52 g/cm 3 .
Structuur: Boorcarbide heeft een rombohedrale kristalstructuur die typerend is voor boriden op basis van icosaëders. Het kan een verscheidenheid van koolstofsamenstellingen bevatten (tot B₁₀C) zonder zijn eigen structuur te veranderen.

Toepassingen van Boriumcarbide

Omdat het een van de hardste materialen is die op aarde worden vervaardigd, heeft het talrijke toepassingen. Nanodeeltjes van boriumcarbide (deeltjes met een grootte van 100 tot 1 nanometer) worden gebruikt voor het coaten en in kernreactoren. Het wordt ook in korrelvorm gebruikt.

Industrieel gebruik

Dit keramiek wordt gebruikt in abrasieve Grit Blasting Nozzles, die worden gebruikt voor het vormgeven van harde oppervlakken.
Het wordt toegepast in waterstraalsnijders. In dit apparaat wordt een waterstraal met hoge druk en snelheid gebruikt om metalen en andere materialen te snijden.
Omdat het een slijtvaste stof is, wordt boorcarbidepoeder gebruikt in slijtvaste en scheurbestendige coatings.
Het fungeert als neutronenabsorber (een atoomkern die in een kernreactie botst met neutronen om een enkele kern te vormen), voornamelijk in de vorm van korrels, in kernreactoren.
Het is een slijpmiddel dat wordt gebruikt voor het vormen en polijsten van werkstukken uit metaal en andere harde materialen.
Deze keramische stof wordt gebruikt in metaalmatrixcomposieten.
Het wordt gebruikt als hoogenergetische brandstof in Ramjets met vaste brandstof (een luchtademende straalmotor).

Andere toepassingen

Boorcarbide wordt gebruikt in anti-ballistische pantsering van kogelvrije vesten voor mensen en voertuigen. Deze pantserplaten zijn bestand tegen de inslag van wapens zoals kogels, granaatscherven en raketten.
Het wordt gebruikt bij de vervaardiging van hangsloten of draagbare sloten.

Boorcarbidevezels en nanodraden

Onderzoekers uit verschillende landen zoals de VS, China en Zwitserland doen onderzoek naar het maken van comfortabelere lichaamspantsers van Boriumcarbidevezels en nanodraden. Zij zijn erin geslaagd de weerstand van een gewone katoenen doek te verhogen door koolstof in katoen te combineren met borium. Op deze manier kan deze keramische stof aanwezig zijn in een comfortabel lichtgewicht t-shirt dat bescherming biedt tegen pantser aan de persoon die het draagt.

Boriumcarbide veiligheidsinformatieblad (MSDS)

Boriumcarbide kan schadelijk zijn voor het menselijk lichaam als het in direct contact komt. Er zijn bepaalde veiligheidsmaatregelen die men moet nemen tijdens het hanteren van of het werken met dit materiaal.

Toxicologie

Het kan gezondheidsrisico’s veroorzaken bij inademing en inslikken. Direct contact kan leiden tot oog- en huidirritatie. Het inademen of inslikken van dit keramisch stof kan leiden tot ademhalingsstoornissen en problemen met het centrale zenuwstelsel.

Eerstehulpmaatregelen

Inslikken: In geval van accidentele inslikken, moet het slachtoffer veel melk of water drinken om de stof te verdunnen en ook braken opwekken. Het is nooit aan te raden iets via de mond toe te dienen als het slachtoffer bewusteloos is. Onmiddellijke medische hulp is noodzakelijk.
Inademing: Het slachtoffer moet onmiddellijk naar een goed geventileerde ruimte worden gebracht en medische hulp inroepen. Hij moet zuurstof toegediend krijgen als hij ademhalingsmoeilijkheden ondervindt.
Contact met de ogen: Men moet de ogen spoelen met lauw water gedurende ten minste 15 minuten. Het slachtoffer moet medische hulp inroepen.
Huidcontact: In geval van direct contact moet de getroffen persoon de besmette huid goed wassen met water en zeep. De besmette kleding moet worden uitgetrokken en op de juiste wijze worden gewassen alvorens opnieuw te worden gebruikt.

Persoonlijke veiligheidsmaatregelen

Men zou NIOSH goedgekeurde ademhalingsmaskers, handschoenen en een veiligheidsbril moeten gebruiken voor persoonlijke bescherming tijdens het hanteren van deze stof.

Instructies voor opslag

Boorcarbide moet worden opgeslagen in goed afgesloten containers in een droge, koele en goed geventileerde ruimte. Voorkom morsen van dit poeder.

Brandgevaar en brandbestrijdingsmaatregelen

Dit keramisch materiaal is niet ontvlambaar. Maar in het geval dat er brand uitbreekt rond het keramisch stof, moeten de brandweerlieden de juiste brandbestrijdingsuitrusting gebruiken bij het blussen.

Prijs en beschikbaarheid van Boriumcarbide

Boriumcarbide is bij veel online winkels verkrijgbaar tegen redelijke prijzen. De prijs van dit poeder (1lb) kan variëren tussen $ 115 en $ 200.

Boriumcarbide leveranciers

Veel bedrijven over de hele wereld leveren dit keramische materiaal in verschillende vormen. Men kan het ook online kopen. Wereldwijde leveranciers van deze keramiek zijn

Atlantic Equipment Engineers, Div. Micron Metals, Inc, VS
US Noah Technologies Corp, US
China Abrasives Export Corp., China
F.W. Winter Inc & Company, VS
Sintec Keramik GmbH & Co. KG, Duitsland
Zen International, India, India
International Ceramic Engineering, VS

Boorcarbide is een uniek materiaal met zijn extreme hardheid en de mogelijkheid om verschillende koolstofsamenstellingen te bevatten. De beschikbaarheid en betaalbaarheid ervan maakt het nuttig in verschillende industrieën.

Misschien bent u ook geïnteresseerd in de volgende onderwerpen

Wat doet boriumcarbide?

Vanwege zijn hoge hardheid wordt boriumcarbide poeder gebruikt als schuurmiddel in polijst- en lapping toepassingen, en ook als los schuurmiddel in snijtoepassingen zoals waterstraalsnijden. Het kan ook worden gebruikt voor het slijpen van diamantgereedschappen.

Hoe sterk is boriumcarbide?

Met een Mohs hardheid tussen 9 en 10 is boriumcarbide een van de hardste synthetische stoffen die bekend zijn, en wordt alleen overtroffen door kubisch boornitride en diamant.

Is boriumcarbide sterker dan staal?

Zowel wolfraamcarbide als boriumcarbide zijn industrieel belangrijke materialen die zeer hard en stijf zijn dan staal. Daarom zijn ze nuttig in zware machines en in toepassingen waar we een sterke impact hebben op materialen.

Hoe maak je boriumcarbide?

Momenteel wordt boorcarbide geproduceerd in de vorm van grote blokken, die gemaakt worden door petroleumcokes te mengen met booroxide bij temperaturen tot 2000°C. Deze ingots moeten dan tot fijne korrels worden vermalen alvorens zij in de gewenste vorm worden vervaardigd.

Is boriumcarbide giftig?

Specifieke gevaren die voortkomen uit het materiaal: Kan giftige dampen afgeven indien betrokken bij een brand. Speciale beschermende uitrusting en voorzorgsmaatregelen voor brandweerlieden: Draag een autonoom ademhalingsapparaat met volledig gezicht en volledig beschermende kleding.

Welke kleur heeft boriumcarbide?

Namen
Uiterlijk	donkergrijs of zwart poeder, geurloos
Dichtheid	2. 52 g/cm³vaste stof.
Smeltpunt	2.763 °C (5.005 °F; 3.036 K)
Kookpunt	3.500 °C (6.330 °F; 3.770 K)

Waarom is boriumcarbide zo hard?

Namen
SMILES tonen
Eigenschappen
Chemische formule	B₄C
Molaire massa	55. 255 g/mol

Wat is de gemiddelde vloeigrens van boriumstaal?

De vloeigrens bereikt de hoogste gemiddelde waarde gelijk 44 Page 2 aan 1283 MPa na afschrikken en laag ontlaten bij 200oC. Temperen bij 400oC verminderde deze parameter aanzienlijk, maar de gemiddelde waarde is nog steeds hoog. Temperen bij hogere temperaturen verlaagt de vloeigrens tot 519 MPa na temperen bij 700° C.

Wat is harder dan een diamant?

Moissaniet, een natuurlijk voorkomend silicium-carbide, is bijna net zo hard als diamant. Het is een zeldzaam mineraal dat in 1893 door de Franse scheikundige Henri Moissan werd ontdekt bij het onderzoek van gesteentemonsters uit een meteoorkrater in Canyon Diablo, Arizona. Hexagonaal boriumnitride is 18% harder dan diamant.

Wat is boriumoxide?

Boortrioxide (of diboortrioxide) is een van de oxiden van boor. Het is een witte, glasachtige vaste stof met de formule B2O3. Het wordt bijna altijd als de glasachtige (amorfe) vorm gevonden; het kan echter na verregaand gloeien (d.w.z. onder langdurige hitte) worden gekristalliseerd.

Waarom is boriumcarbide een keramiek?

3 Boorcarbiden. Boorcarbide is een van de hardste keramische materialen die bekend zijn (zie tabel 7.1), net iets minder dan diamant en kubisch boornitride. Wegens zijn lage dichtheid (∼2520 kg/m3) is het het materiaal bij uitstek geworden voor lichaamspantsers (Crouch, 2009).

Kun je een diamant breken met een hamer?

Als voorbeeld, je kunt staal bekrassen met een diamant, maar je kunt een diamant gemakkelijk verbrijzelen met een hamer. De diamant is hard, de hamer is sterk. Dit maakt staal ongelooflijk sterk en oneindig bewerkbaar. Diamanten zijn, door hun gebrek aan flexibiliteit in de structuur, eigenlijk helemaal niet zo sterk.

Kunnen diamanten smelten?

In afwezigheid van zuurstof, kunnen diamanten tot veel hogere temperaturen worden verhit. Boven de hieronder genoemde temperaturen veranderen diamantkristallen in grafiet. Het ultieme smeltpunt van diamant is ongeveer 4.027° Celsius (7.280° Fahrenheit).

Waarom is b203 zuur?

Boortrioxide d.w.z. , b2o3 is een anhydride (wanneer gereageerd met water, wordt het boorzuur) van boorzuur d.w.z. , b(oh)3 of h3bo3. Vandaar dat men zegt dat het zuur is.

Welke kleur heeft booroxide?

Booroxide verschijnt als kleurloze, semi-transparante glasachtige klontjes of harde witte geurloze kristallen. Mp 450°C; bp: 1860°C. Dichtheid: 2. 46 g cm-3.