碳化硼的应用及其特性

碳化硼是目前已知材料中硬度仅次于金刚石和立方氮化硼的超硬材料,硬度高达3000 kg/mm2;密度低,仅为2.52 g/cm3,是钢铁的1/3;弹性模量高,为450 GPa;熔点高,约为2447℃;其热膨胀系数低,导热率较高。

碳化硼是一种非金属陶瓷材料，灰黑色，具有很多优良的物理化学性质，例如自抛光和自润滑能力良好，可用作特种轴承材料；密度低和力学性能优良，是防弹装甲材料的首选材料；有很强的耐腐蚀能力，几乎不与任何酸碱发生作用，是优良的耐腐蚀材料。

此外,碳化硼具有很好的化学稳定性,耐酸耐碱腐蚀,在常温下不与酸碱及大多数无机化合物液体反应,仅在氢氟酸-硫酸、氢氟酸-硝酸混合液中有缓慢的腐蚀;且与大多数熔融金属不润湿、不发生作用。碳化硼还具有很好的吸收中子能力,这是其它陶瓷材料不具备的。

近年来，碳化硼在汽车、航海航空、核工业等领域的应用也越来越多，扩大了其应用范围。碳化硼的中子吸收性能主要依靠碳化硼中B10来实现，B10的中子俘获截面高，俘获能谱宽仅次于钆、钐、镉等少数几种元素。由于碳化硼的中子俘获截面高，已成为越来越受关注的核反应堆材料。

碳化硼的应用

碳化硼主要应用于结构材料、化学原料、电性能、核性能、复合陶瓷等方面。其中在结构材料方面，因其高硬度可以作为磨料用于各种各样硬金属、钢玉或玻璃的加工，还可制取耐磨、耐腐蚀的碳化硼器件，另外外敷碳化硼材料还可用作切削刀刃、研钵等；还可用作直升飞机的轻质装甲、防弹背心等。

在化学原料上可用作钢或其他合金的硼化剂在钢表面渗硼，以生成硼化铁薄层增强材料的强度和耐磨性，还可用于一些金属基摩擦材料的添加剂；在还原-化合法制取硼化物粉末时，碳化硼作为硼源，可制取TiB2、ZrB2、GrB2等粉末，也可制造卤化硼，硼化氢等，称为制取粉末的“碳化硼法”。

在核性能中的利用其中子吸收能力强的优点用作中子吸收材料控制棒、调节棒、事故棒、安全棒、屏蔽棒等功能元件。碳化硼复合陶瓷应用方面，可通过添加烧结助剂改善其烧结行为，获得价廉物美的碳化硼制品，还可以制成复合材料，它已经在工业喷嘴，泵的密封以及热挤压模领域得以应用，是一种具有广泛应用前景的高温耐蚀 、耐磨材料。