Bloc de carbure de bore
Bloc de carbure de bore
Pureté : ≥99.5%
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Fiche technique du bloc de carbure de bore
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La pureté : |
≥99.5% |
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Apparence : |
Noir ou gris |
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Formule chimique : |
B₄C |
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Densité : |
2,46-2,62 g/cm³ |
Description du bloc de carbure de bore
Le carbure de bore est un matériau céramique d'une dureté exceptionnelle, proche de celle du diamant et du nitrure de bore cubique, généralement fabriqué par frittage. Dotés d'une excellente capacité d'absorption des neutrons, les blocs de carbure de bore sont fréquemment utilisés dans les réacteurs nucléaires pour réguler les taux de réaction. Leurs propriétés de protection balistique en font un matériau idéal pour les équipements de défense. Les blocs de carbure de bore sont fabriqués à l'aide de procédés avancés, offrant des dimensions précises, des performances stables et des solutions personnalisées pour une large gamme d'applications industrielles et de recherche.
Avantages du bloc de carbure de bore
- Dureté et résistance élevées
- Excellente résistance aux chocs thermiques
- Excellente inertie chimique
- Excellente résistance à l'usure
- Bonne résistance à la corrosion
- Résistance aux hautes températures
- Résistance élevée à la flexion
- Léger
Procédé de frittage sans pression de blocs de carbure de bore
- Préparation des matières premières : Utiliser des produits de haute pureté poudre de carbure de bore et des auxiliaires de frittage.
- Mélange de poudres : Mélanger uniformément la poudre et les auxiliaires de frittage.
- Moulage : Donner à la poudre la forme souhaitée.
- Dégazage : Retirer les composants volatils afin d'éviter la formation de bulles ou de fissures.
- Frittage sans pression : Frittage à 1600-2000°C.
- Réfrigération et inspection : Laisser refroidir à température ambiante et vérifier la qualité.
Applications du bloc de carbure de bore
- Protection de l'armure : Il est utilisé pour fabriquer des plaques balistiques ou des blocs d'armure, qui offrent une protection légère et très résistante aux véhicules militaires et à l'équipement personnel.
- Industrie nucléaire : Utilisé comme matériau de protection contre les neutrons dans les réacteurs nucléaires ou pour le stockage de matières radioactives dans le cadre de la radioprotection.
- Outils abrasifs : Transformés en composants résistants à l'usure pour les outils de coupe, de meulage ou de polissage, idéaux pour l'usinage de matériaux très durs.
- Composants d'usure industriels : Utilisés comme revêtements ou moules résistants à l'usure dans des environnements à forte usure tels que l'exploitation minière et la métallurgie.
- Équipement à haute température : Utilisés comme blocs structurels résistants à la corrosion dans les fours à haute température ou les systèmes de réaction chimique.
Plaque à l'épreuve des balles
Plaques céramiques anti-balles pour réservoirs
Plaques pare-balles en céramique pour le cockpit des pilotes d'avions militaires
Carbure de bore pour le broyage
Propriétés des matériaux en carbure de bore
Grades de matériaux en carbure de bore
Le carbure de bore lié par réaction (B4C) est principalement utilisé comme blindage balistique, offrant une excellente protection tout en réduisant le poids par rapport à d'autres matériaux de blindage.
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Propriétés |
Unités |
Reaction Bonded |
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Résistance à la flexion, MOR (20 °C) |
MPa |
250 |
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Résistance à la rupture, KIc |
MPa m1/2 |
3.0 - 4.0 |
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Conductivité thermique (20 °C) |
W/m K |
50 |
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Coefficient de dilatation thermique |
1×10-6/°C |
4.5 |
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Température maximale d'utilisation |
°C |
1000 |
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Rigidité diélectrique (6,35 mm) |
ac-kV/mm |
— |
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Perte diélectrique (tan δ) |
1MHz, 25 °C |
— |
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Résistivité volumique (25°C) |
Ω-cm |
10³ |
Reaction Bonded B4C Avantages :
- Haute résistance
- Dureté élevée
- Rentabilité
- Convient aux applications à grande échelle
Le carbure de bore pressé à chaud, également connu sous le nom de densification assistée par pression (PAD), est l'un des matériaux les plus durs disponibles dans les formes commerciales. Cette dureté exceptionnelle, combinée à une faible densité, est utilisée dans les blindages balistiques pour maximiser la protection tout en minimisant le poids.
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Propriétés |
Unités |
Pressé à chaud |
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Résistance à la flexion, MOR (20 °C) |
MPa |
320 - 450 |
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Résistance à la rupture, KIc |
MPa m1/2 |
3.0 - 4.0 |
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Conductivité thermique (20 °C) |
W/m K |
45 - 100 |
|
Coefficient de dilatation thermique |
1×10-6/°C |
4.5 - 4.9 |
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Température maximale d'utilisation |
°C |
2000 |
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Rigidité diélectrique (6,35 mm) |
ac-kV/mm |
— |
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Perte diélectrique (tan δ) |
1MHz, 25 °C |
— |
|
Résistivité volumique (25°C) |
Ω-cm |
100 |
B4C pressé à chaud Avantages :
- Densité plus élevée
- Meilleures propriétés mécaniques
- Idéal pour les matériaux d'ingénierie à haute résistance et à haute température
Le carbure de bore fritté sans pression combine une grande pureté et les excellentes propriétés mécaniques du carbure de bore pour une utilisation dans les blindages balistiques et la fabrication de semi-conducteurs.
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Propriétés |
Unités |
Fritté |
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Résistance à la flexion, MOR (20 °C) |
MPa |
450 |
|
Résistance à la rupture, KIc |
MPa m1/2 |
3.0 - 5.0 |
|
Conductivité thermique (20 °C) |
W/m K |
43 - 100 |
|
Coefficient de dilatation thermique |
1×10-6/°C |
4.5 - 4.9 |
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Température maximale d'utilisation |
°C |
— |
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Rigidité diélectrique (6,35 mm) |
ac-kV/mm |
— |
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Perte diélectrique (tan δ) |
1MHz, 25 °C |
— |
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Résistivité volumique (25°C) |
Ω-cm |
10 |
Avantages du B4C fritté sans pression:
- Dureté élevée
- Excellente résistance à l'usure
- Haute stabilité chimique
- Faible densité
- Bonne stabilité thermique
Usinage de la céramique de carbure de bore
L'usinage de la céramique de carbure de bore est un processus exigeant utilisé pour façonner cette céramique ultra-dure en composants précis pour des applications techniques. En raison de sa dureté et de sa fragilité exceptionnelles, l'usinage du carbure de bore nécessite des outils spécialisés et un contrôle minutieux pour éviter les fissures ou les dommages de surface. Bien que le matériau puisse être façonné plus facilement à l'état vert ou biscuit, l'obtention de tolérances serrées nécessite souvent un usinage après frittage complet, ce qui implique des techniques à base de diamant. Les méthodes d'usinage les plus courantes sont les suivantes :
- Coupe de diamants : Les outils revêtus de diamants sont essentiels pour couper le carbure de bore entièrement fritté, ce qui permet un façonnage précis et des finitions de surface lisses.
- Meulage de précision : Utilisé pour obtenir des tolérances fines et des finitions propres. Ce processus est lent et nécessite une manipulation soigneuse pour éviter les microfissures ou les dommages structurels.
- Usinage par ultrasons : Applique des vibrations à haute fréquence avec une boue abrasive pour enlever la matière en douceur, ce qui convient aux formes complexes et délicates.
- Découpe au laser : Une technique sans contact efficace pour les matériaux pré-frittés ou les sections minces, offrant des bords nets avec une contrainte thermique minimale.
- Usinage vert : Effectué avant le frittage, il permet de façonner plus facilement des géométries complexes. Cependant, le retrait post-frittage (~20%) doit être pris en compte dans les dimensions finales.
Emballage en céramique de carbure de bore
Les produits céramiques en carbure de bore sont généralement emballés dans des sacs scellés sous vide pour éviter l'humidité ou la contamination et enveloppés de mousse pour amortir les vibrations et les chocs pendant le transport, ce qui garantit la qualité des produits dans leur état d'origine.
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