Borcarbid – B₄C

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Borcarbid-Keramik

Borcarbid (B4C), auch als schwarzer Diamant bekannt, ist nach Diamant und kubischem Bornitrid das dritthärteste Material.
Aufgrund seiner attraktiven Kombination von Eigenschaften ist es ein geeignetes Material für viele Hochleistungsanwendungen.
Seine besondere Härte macht es zu einem geeigneten Schleifmittel für das Polieren, Schleifen und Wasserstrahlschneiden von Metallen und Keramiken.
Die Kombination aus niedrigem Eigengewicht, hoher Härte und ordentlicher Widerstandsfähigkeit macht es zu einem geeigneten Material für Körper- und Fahrzeugpanzerungen.
Borcarbid wird auch in großem Umfang als Steuerstäbe, Abschirmungsmaterialien und als Neutronendetektoren in Kernreaktoren verwendet, da es Neutronen absorbieren kann, ohne dabei langlebige Radionuklide zu bilden.
Da es ein p-Typ-Halbleiter ist, kann Borkarbid ein geeignetes Material für elektronische Geräte sein, die bei hohen Temperaturen betrieben werden können.
Borcarbid ist auch ein ausgezeichnetes thermoelektrisches p-Typ-Material.

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Vorteile

  • Hohe Härte
  • Geringe Dichte
  • Hoher Schmelzpunkt
  • Hohes Elastizitätsmodul
  • Chemische Beständigkeit
  • Hoher Querschnitt der Neutronenabsorption
  • Ausgezeichnete thermoelektrische Eigenschaften

Material Eigenschaften

Eigentum Einheit Borcarbid (B4C) DuraWear (B4C+SiC) DuraShock (SiC+B4C)
Dichte g/cm 3 2,52 2,62 2.8
Härte GPa 33 31 28
Bruchzähigkeit K Ic 1 MPa m 2 2.5 3.4 4
Druckfestigkeit MPa 3000 2900 2500
Biegefestigkeit bei 25°C MPa 420 340 330

1KIc Festigkeit, gemessen mit der Eindrückmethode.

Haftungsausschluss: Die angegebenen Werte sind Mittelwerte und typisch für die Ergebnisse von Testproben. Sie dienen lediglich als Anhaltspunkt für die Gestaltung von Keramikkomponenten und stellen in keiner Weise eine Garantie dar. Die tatsächlichen Werte können je nach Form und Größe der geplanten Komponente variieren.

Datenblätter

DuraShock Ballistic Armor

Borcarbid/Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff

DuraShock

DuraWear Brand Image

Borcarbid/Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff

DuraWear

Borcarbid-Bearbeitung

Borkarbid kann in rohem, halbfestem oder völlig festem Zustand bearbeitet werden.
In roher Form kann es relativ leicht zu komplexen Geometrien verarbeitet werden.
Durch den Sinterprozess, der zur vollständigen Verdichtung des Materials erforderlich ist, schrumpft der Borcarbidkörper jedoch um etwa 20%.
Diese Schrumpfung bedeutet, dass es unmöglich ist, sehr strenge Toleranzen bei der Bearbeitung von Borkarbid vor dem Sintern einzuhalten.
Um sehr enge Toleranzen zu erreichen, muss vollgesintertes Material mit Diamantwerkzeugen bearbeitet/geschliffen werden.
Bei diesem Verfahren wird ein sehr präzises diamantbeschichtetes Werkzeug/Rad verwendet, um das Material abzuschleifen, bis die gewünschte Form entstanden ist.
Aufgrund der Eigenhärte des Materials kann dies ein zeit- und kostenaufwändiger Prozess sein.

Häufig gestellte Fragen

  • Wofür wird Borcarbid verwendet?

    Die Kombination aus niedrigem Eigengewicht, hoher Härte und ordentlicher Widerstandsfähigkeit macht es zu einem geeigneten Material für Körper- und Fahrzeugpanzerungen. Borcarbid wird auch in großem Umfang als Steuerstäbe, Abschirmungsmaterialien und als Neutronendetektoren in Kernreaktoren verwendet, da es Neutronen absorbieren kann, ohne dabei langlebige Radionuklide zu bilden. Da es ein p-Typ-Halbleiter ist, kann Borkarbid ein geeignetes Material für elektronische Geräte sein, die bei hohen Temperaturen betrieben werden können. Borcarbid ist auch ein ausgezeichnetes thermoelektrisches p-Typ-Material. Einige typische Anwendungen von Borcarbid sind:

    • Sandstrahldüsen
    • Kugel- und Rollenlager
    • Dichtungen
    • Drahtziehwerkzeuge
    • Körperpanzerung