Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Bor karbür (B4C), çok sert bir bor-karbon seramik ve kovalent malzemedir. Madde tank zırhı, kurşun geçirmez yelekler, motor sabotaj tozlarının içinde olduğu çok sayıda endüstriyel uygulama alanına sahiptir.Vickers sertliği 30 GPa'dan fazla olan bor karbür, kübik bor nitrür ve elmasın ardından bilinen en sert malzemelerden biridir. Seramiğin yoğunluğu 2,52 g/cm³, molar kütlesi 55,255 g/mol, kaynama noktası 3.500 °C, PubChem Bileşik Kimlik Numarası ise 123279'dur.Türk Kara Kuvvetlerine Giren Altay Tankı'nın Zırhıda Bir Karbür'dür.
Bor karbür (kimyasal formülü yaklaşık olarak B4C), son derece sert bir bor-karbon seramiğidir, tank zırhı, kurşun geçirmez yelekler, motor sabotaj tozları ve çok sayıda endüstriyel uygulamada kullanılan kovalent bir malzemedir. >30 GPa Vickers sertliği ile kübik bor nitrür ve elmasın ardından bilinen en sert malzemelerden biridir.
Tarih
Bor karbür, 19. yüzyılda metal boritleri içeren reaksiyonların bir yan ürünü olarak keşfedildi, ancak kimyasal formülü bilinmiyordu. Kimyasal bileşimin B4C olarak tahmin edilmesi 1930'lara kadar gerçekleşmedi. Malzemenin tam olarak 4:1 stokiyometrisine sahip olmadığı bilinmektedir; çünkü pratikte malzeme bu formüle göre her zaman biraz karbon-eksiktir ve X-ışını kristalografisi, CBC zincirleri ve B12 icosahedra karışımı ile yapısının oldukça karmaşık olduğunu göstermektedir.
Bu özellikler, çok basit bir kesin B4C ampirik formülüne karşı çıkıyordu. B12 yapısal birimi nedeniyle, "ideal" bor karbürün kimyasal formülü genellikle B4C değil, B12C3 olarak yazılır ve bor karbürün karbon noksanlığı, B12C3 ve B12CBC birimlerinin bir kombinasyonu olarak tanımlanır.
Kristal yapı
Bor karbür, ikosahedron bazlı boritlere özgü karmaşık bir kristal yapıya sahiptir. Orada, B12 icosahedra bir eşkenar dörtgen kafes birimi oluşturur (boşluk grubu: R3m (No. 166), kafes sabitleri: a = 0,56 nm ve c = 1.212 nm) birim hücrenin merkezinde bulunan bir CBC zincirini çevreler ve her iki karbon atomu da komşu üç ikosahedrayı köprüler. Bu yapı katmanlıdır: B12 icosahedra ve köprü oluşturan karbonlar, c düzlemine paralel yayılan ve c ekseni boyunca kümelenen bir ağ düzlemi oluşturur. Kafesin iki temel yapı birimi vardır - B12 ikosahedron ve B6 oktahedron. B6 oktahedranın küçük boyutu nedeniyle birbirine bağlanamazlar. Bunun yerine, komşu katmandaki B12 icosahedra'ya bağlanırlar ve bu, c düzlemindeki bağ kuvvetini azaltır.
B12 yapısal birimi nedeniyle, "ideal" bor karbürün kimyasal formülü genellikle B4C olarak değil, B12C3 olarak yazılır ve bor karbürün karbon noksanlığı, B12C3 ve B12C birimlerinin bir kombinasyonu olarak tanımlanır. Bazı araştırmalar, stokiyometrinin karbon ağırlıklı ucunda (B11C)CBC = B4C gibi formüllere yol açan, boron açısından zengin uçta B12 (CBB) = B14C gibi formüllere yol açan, bir veya daha fazla karbon atomunun bor ikosahedraya dahil olma olasılığını göstermektedir. Dolayısıyla "bor karbür" tek bir bileşik değil, farklı bileşimlere sahip bir bileşik ailesidir. Yaygın olarak bulunan bir element oranına yaklaşan ortak bir ara madde, B12(CBC) = B6.5C'dir. Kuantum mekanik hesaplamalar, kristaldeki farklı konumlardaki bor ve karbon atomları arasındaki konfigürasyon bozukluğunun, özellikle B4C bileşiminin kristal simetrisi ve B13C2 bileşiminin metalik olmayan elektriksel karakteri gibi birçok malzeme özelliğini belirlediğini göstermiştir.
Özellikler
Bor karbür, son derece yüksek sertliğe (Mohs sertlik ölçeğinde yaklaşık 9.5 ila 9.75), nötronların emilmesi için yüksek kesite (yani nötronlara karşı iyi koruma özellikleri), iyonlaştırıcı radyasyona ve çoğu kimyasal maddeye karşı kararlılığa sahip sağlam bir malzeme olarak bilinir.Vickers sertliği (38 GPa), Elastik Katsayı (460 GPa) ve kırılma tokluğu (3,5 MPa.m 1/2) elmas için karşılık gelen değerlere (1150 GPa ve 5.3 MPa.m 1/2) yaklaşır.
Bor karbür, elmas ve kübik bor nitrürden sonra bilinen en sert üçüncü maddedir ve bu, ona "kara elmas" takma adını kazandırmıştır.
Yarı iletken özellikler
Bor karbür, atlamalı tip taşımanın hakim olduğu elektronik özelliklere sahip bir yarı iletkendir. Enerji bant aralığı, düzen derecesine olduğu kadar bileşime de bağlıdır. Bant aralığının, fotolüminesans spektrumunu karmaşıklaştıran çoklu orta bant aralığı durumları ile 2.09 eV olduğu tahmin edilmektedir. Malzeme tipik olarak p-tipidir.
Hazırlık
Bor karbür ilk olarak 1899'da Henri Moissan tarafından boron trioksitin bir elektrik ark ocağında karbon varlığında karbon veya magnezyum ile indirgenmesiyle sentezlendi. Karbon söz konusu olduğunda, reaksiyon B4C erime noktasının üzerindeki sıcaklıklarda meydana gelir ve buna büyük miktarda karbon monoksitin serbest bırakılması eşlik eder: 2 B2Ö3 + 7 C → B4C + 6 CO
Magnezyum kullanılırsa, reaksiyon bir grafit potada gerçekleştirilebilir ve magnezyum yan ürünleri asitle işlenerek çıkarılır.
Uygulamalar
Sertliği için :
- asma kilitler
- Kişisel ve araç anti-balistik zırh kaplaması
- Kum püskürtme nozulları
- Yüksek basınçlı su jeti kesici nozullar
- Çizilmeye ve aşınmaya dayanıklı kaplamalar
- Kesici aletler ve kalıplar
- aşındırıcılar
- Metal matrisli kompozitler
- Araçların fren balatalarında
Diğer özellikler için :
- Nükleer reaktörlerde nötron soğurucu (aşağıya bakınız)
- Katı yakıtlı ramjetler için yüksek enerjili yakıt
Nükleer uygulamalar
Bor karbürün uzun ömürlü radyonüklidler oluşturmadan nötronları soğurma yeteneği, onu nükleer santrallerde ve anti-personel nötron bombalarından kaynaklanan nötron radyasyonu için bir emici olarak çekici kılmaktadır. Bor karbürün nükleer uygulamaları ekranlamayı içerir.
Kaynakça
- ^ Gray, Theodore (3 Nisan 2012). The Elements: A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe. Black Dog & Leventhal Publishers. ISBN . Erişim tarihi: 6 Mayıs 2014.
- ^ "Rutgers working on body armor". . Asbury Park, N.J. 11 Ağustos 2012. Erişim tarihi: 12 Ağustos 2012.
... boron carbide is the third-hardest material on earth.
- ^ The Elements: A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe. Black Dog & Leventhal Publishers. 3 Nisan 2012. ISBN . Erişim tarihi: 6 Mayıs 2014. Yazar
|ad1=eksik|soyadı1=() - ^ "Rutgers working on body armor". . Asbury Park, N.J. 11 Ağustos 2012. Erişim tarihi: 12 Ağustos 2012.
... boron carbide is the third-hardest material on earth.
- ^ Ridgway, Ramond R "Boron Carbide" 4 Nisan 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde ., European Patent CA339873 (A), publication date: 1934-03-06
- ^ a b Balakrishnarajan (2007). "Structure and bonding in boron carbide: The invincibility of imperfections". New J. Chem. 31 (4): 473. doi:10.1039/b618493f. 6 Temmuz 2008 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 25 Temmuz 2023.
- ^ a b "Crystal structure of new rare-earth boron-rich solids: REB28.5C4". J. Alloys Compd. 329 (1–2): 168-172. 2001. doi:10.1016/S0925-8388(01)01581-X.
- ^ a b c Domnich (2011). (PDF). J. Am. Ceram. Soc. 94 (11): 3605-3628. doi:10.1111/j.1551-2916.2011.04865.x. 27 Aralık 2014 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Temmuz 2015.
- ^ Ektarawong (2014). "First-principles study of configurational disorder in B4C using a superatom-special quasirandom structure method". Phys. Rev. B. 90 (2): 024204. arXiv:1508.07786 $2. doi:10.1103/PhysRevB.90.024204.
- ^ Ektarawong (2015). "Configurational order-disorder induced metal-nonmetal transition in B13C2 studied with first-principles superatom-special quasirandom structure method". Phys. Rev. B. 92 (1): 014202. arXiv:1508.07848 $2. doi:10.1103/PhysRevB.92.014202.
- ^ a b Weimer, p. 330
- ^ Sairam (2012). "Development of B4C-HfB2 composites by reaction hot pressing". Int.J. Ref. Met. Hard Mater. 35: 32-40. doi:10.1016/j.ijrmhm.2012.03.004.
- ^ Solozhenko (2009). "Ultimate Metastable Solubility of Boron in Diamond: Synthesis of Superhard Diamondlike BC5" (PDF). Phys. Rev. Lett. 102 (1): 015506. doi:10.1103/PhysRevLett.102.015506. (PMID) 19257210. 21 Eylül 2017 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 25 Temmuz 2023.
- ^ . Precision Ceramics. 20 Haziran 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Haziran 2015.
- ^ A. Sokhansanj (2012). "Purification of Attrition Milled Nano-size Boron Carbide Powder". 2nd International Conference on Ultrafine Grained & Nanostructured Materials (UFGNSM). International Journal of Modern Physics: Conference Series. 5: 94-101. doi:10.1142/S2010194512001894.
- ^ Weimer, p. 131
- ^ Patnaik, Pradyot (2002).
- ^ Fabrication and Evaluation of Urania-Alumina Fuel Elements and Boron Carbide Burnable Poison Elements 8 Nisan 2023 tarihinde Wayback Machine sitesinde ., Wisnyi, L. G. and Taylor, K.M., in "ASTM Special Technical Publication No. 276: Materials in Nuclear Applications", Committee E-10 Staff, , 1959
 | Kimya ile ilgili bu madde seviyesindedir. Madde içeriğini genişleterek Vikipedi'ye katkı sağlayabilirsiniz. |
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Bor karbur B4C cok sert bir bor karbon seramik ve kovalent malzemedir Madde tank zirhi kursun gecirmez yelekler motor sabotaj tozlarinin icinde oldugu cok sayida endustriyel uygulama alanina sahiptir Vickers sertligi 30 GPa dan fazla olan bor karbur kubik bor nitrur ve elmasin ardindan bilinen en sert malzemelerden biridir Seramigin yogunlugu 2 52 g cm molar kutlesi 55 255 g mol kaynama noktasi 3 500 C PubChem Bilesik Kimlik Numarasi ise 123279 dur Turk Kara Kuvvetlerine Giren Altay Tanki nin Zirhida Bir Karbur dur Bor karbur Bor karbur kimyasal formulu yaklasik olarak B4C son derece sert bir bor karbon seramigidir tank zirhi kursun gecirmez yelekler motor sabotaj tozlari ve cok sayida endustriyel uygulamada kullanilan kovalent bir malzemedir gt 30 GPa Vickers sertligi ile kubik bor nitrur ve elmasin ardindan bilinen en sert malzemelerden biridir TarihBor karbur 19 yuzyilda metal boritleri iceren reaksiyonlarin bir yan urunu olarak kesfedildi ancak kimyasal formulu bilinmiyordu Kimyasal bilesimin B4C olarak tahmin edilmesi 1930 lara kadar gerceklesmedi Malzemenin tam olarak 4 1 stokiyometrisine sahip olmadigi bilinmektedir cunku pratikte malzeme bu formule gore her zaman biraz karbon eksiktir ve X isini kristalografisi CBC zincirleri ve B12 icosahedra karisimi ile yapisinin oldukca karmasik oldugunu gostermektedir Bu ozellikler cok basit bir kesin B4C ampirik formulune karsi cikiyordu B12 yapisal birimi nedeniyle ideal bor karburun kimyasal formulu genellikle B4C degil B12C3 olarak yazilir ve bor karburun karbon noksanligi B12C3 ve B12CBC birimlerinin bir kombinasyonu olarak tanimlanir Kristal yapiB4C nin birim hucresi Yesil kure ve icosahedra bor atomlarindan olusur ve siyah kureler karbon atomlaridir B4C kristal yapisinin parcasi Bor karbur ikosahedron bazli boritlere ozgu karmasik bir kristal yapiya sahiptir Orada B12 icosahedra bir eskenar dortgen kafes birimi olusturur bosluk grubu R3 m No 166 kafes sabitleri a 0 56 nm ve c 1 212 nm birim hucrenin merkezinde bulunan bir CBC zincirini cevreler ve her iki karbon atomu da komsu uc ikosahedrayi kopruler Bu yapi katmanlidir B12 icosahedra ve kopru olusturan karbonlar c duzlemine paralel yayilan ve c ekseni boyunca kumelenen bir ag duzlemi olusturur Kafesin iki temel yapi birimi vardir B12 ikosahedron ve B6 oktahedron B6 oktahedranin kucuk boyutu nedeniyle birbirine baglanamazlar Bunun yerine komsu katmandaki B12 icosahedra ya baglanirlar ve bu c duzlemindeki bag kuvvetini azaltir B12 yapisal birimi nedeniyle ideal bor karburun kimyasal formulu genellikle B4C olarak degil B12C3 olarak yazilir ve bor karburun karbon noksanligi B12C3 ve B12C birimlerinin bir kombinasyonu olarak tanimlanir Bazi arastirmalar stokiyometrinin karbon agirlikli ucunda B11C CBC B4C gibi formullere yol acan boron acisindan zengin ucta B12 CBB B14C gibi formullere yol acan bir veya daha fazla karbon atomunun bor ikosahedraya dahil olma olasiligini gostermektedir Dolayisiyla bor karbur tek bir bilesik degil farkli bilesimlere sahip bir bilesik ailesidir Yaygin olarak bulunan bir element oranina yaklasan ortak bir ara madde B12 CBC B6 5C dir Kuantum mekanik hesaplamalar kristaldeki farkli konumlardaki bor ve karbon atomlari arasindaki konfigurasyon bozuklugunun ozellikle B4C bilesiminin kristal simetrisi ve B13C2 bilesiminin metalik olmayan elektriksel karakteri gibi bircok malzeme ozelligini belirledigini gostermistir OzelliklerBor karbur son derece yuksek sertlige Mohs sertlik olceginde yaklasik 9 5 ila 9 75 notronlarin emilmesi icin yuksek kesite yani notronlara karsi iyi koruma ozellikleri iyonlastirici radyasyona ve cogu kimyasal maddeye karsi kararliliga sahip saglam bir malzeme olarak bilinir Vickers sertligi 38 GPa Elastik Katsayi 460 GPa ve kirilma toklugu 3 5 MPa m 1 2 elmas icin karsilik gelen degerlere 1150 GPa ve 5 3 MPa m 1 2 yaklasir Bor karbur elmas ve kubik bor nitrurden sonra bilinen en sert ucuncu maddedir ve bu ona kara elmas takma adini kazandirmistir Yari iletken ozellikler Bor karbur atlamali tip tasimanin hakim oldugu elektronik ozelliklere sahip bir yari iletkendir Enerji bant araligi duzen derecesine oldugu kadar bilesime de baglidir Bant araliginin fotoluminesans spektrumunu karmasiklastiran coklu orta bant araligi durumlari ile 2 09 eV oldugu tahmin edilmektedir Malzeme tipik olarak p tipidir HazirlikBor karbur ilk olarak 1899 da Henri Moissan tarafindan boron trioksitin bir elektrik ark ocaginda karbon varliginda karbon veya magnezyum ile indirgenmesiyle sentezlendi Karbon soz konusu oldugunda reaksiyon B4C erime noktasinin uzerindeki sicakliklarda meydana gelir ve buna buyuk miktarda karbon monoksitin serbest birakilmasi eslik eder 2 B2O3 7 C B4C 6 CO Magnezyum kullanilirsa reaksiyon bir grafit potada gerceklestirilebilir ve magnezyum yan urunleri asitle islenerek cikarilir Birlesik Krallik Atom Enerjisi Arastirma Kurumu ndaki notron deneylerinde kalkan olarak kullanilan bor karbur ile gomulu plastikUygulamalarBalistik yeleklerin ic plakalarinda bor karbur kullanilmaktadir Sertligi icin asma kilitler Kisisel ve arac anti balistik zirh kaplamasi Kum puskurtme nozullari Yuksek basincli su jeti kesici nozullar Cizilmeye ve asinmaya dayanikli kaplamalar Kesici aletler ve kaliplar asindiricilar Metal matrisli kompozitler Araclarin fren balatalarinda Diger ozellikler icin Nukleer reaktorlerde notron sogurucu asagiya bakiniz Kati yakitli ramjetler icin yuksek enerjili yakitNukleer uygulamalar Bor karburun uzun omurlu radyonuklidler olusturmadan notronlari sogurma yetenegi onu nukleer santrallerde ve anti personel notron bombalarindan kaynaklanan notron radyasyonu icin bir emici olarak cekici kilmaktadir Bor karburun nukleer uygulamalari ekranlamayi icerir Kaynakca Gray Theodore 3 Nisan 2012 The Elements A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe Black Dog amp Leventhal Publishers ISBN 9781579128951 Erisim tarihi 6 Mayis 2014 Rutgers working on body armor Asbury Park N J 11 Agustos 2012 Erisim tarihi 12 Agustos 2012 boron carbide is the third hardest material on earth The Elements A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe Black Dog amp Leventhal Publishers 3 Nisan 2012 ISBN 9781579128951 Erisim tarihi 6 Mayis 2014 Yazar ad1 eksik soyadi1 yardim Rutgers working on body armor Asbury Park N J 11 Agustos 2012 Erisim tarihi 12 Agustos 2012 boron carbide is the third hardest material on earth Ridgway Ramond R Boron Carbide 4 Nisan 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde European Patent CA339873 A publication date 1934 03 06 a b Balakrishnarajan 2007 Structure and bonding in boron carbide The invincibility of imperfections New J Chem 31 4 473 doi 10 1039 b618493f 6 Temmuz 2008 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 25 Temmuz 2023 a b Crystal structure of new rare earth boron rich solids REB28 5C4 J Alloys Compd 329 1 2 168 172 2001 doi 10 1016 S0925 8388 01 01581 X a b c Domnich 2011 PDF J Am Ceram Soc 94 11 3605 3628 doi 10 1111 j 1551 2916 2011 04865 x 27 Aralik 2014 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 23 Temmuz 2015 Ektarawong 2014 First principles study of configurational disorder in B4C using a superatom special quasirandom structure method Phys Rev B 90 2 024204 arXiv 1508 07786 2 doi 10 1103 PhysRevB 90 024204 Ektarawong 2015 Configurational order disorder induced metal nonmetal transition in B13C2 studied with first principles superatom special quasirandom structure method Phys Rev B 92 1 014202 arXiv 1508 07848 2 doi 10 1103 PhysRevB 92 014202 a b Weimer p 330 Sairam 2012 Development of B4C HfB2 composites by reaction hot pressing Int J Ref Met Hard Mater 35 32 40 doi 10 1016 j ijrmhm 2012 03 004 Solozhenko 2009 Ultimate Metastable Solubility of Boron in Diamond Synthesis of Superhard Diamondlike BC5 PDF Phys Rev Lett 102 1 015506 doi 10 1103 PhysRevLett 102 015506 PMID 19257210 21 Eylul 2017 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 25 Temmuz 2023 Precision Ceramics 20 Haziran 2015 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 20 Haziran 2015 A Sokhansanj 2012 Purification of Attrition Milled Nano size Boron Carbide Powder 2nd International Conference on Ultrafine Grained amp Nanostructured Materials UFGNSM International Journal of Modern Physics Conference Series 5 94 101 doi 10 1142 S2010194512001894 Weimer p 131 Patnaik Pradyot 2002 Fabrication and Evaluation of Urania Alumina Fuel Elements and Boron Carbide Burnable Poison Elements 8 Nisan 2023 tarihinde Wayback Machine sitesinde Wisnyi L G and Taylor K M in ASTM Special Technical Publication No 276 Materials in Nuclear Applications Committee E 10 Staff 1959 Kimya ile ilgili bu madde taslak seviyesindedir Madde icerigini genisleterek Vikipedi ye katki saglayabilirsiniz