Carburo di boro (B4C)

Il carburo di boro (B4C), noto anche come diamante nero, è il terzo materiale più duro dopo il diamante e il nitruro di boro cubico. È un materiale adatto a molte applicazioni ad alte prestazioni grazie alla sua attraente combinazione di proprietà. La sua eccezionale durezza lo rende una polvere abrasiva adatta per lappatura, lucidatura e taglio a getto d’acqua di metalli e ceramiche. La combinazione di basso peso specifico, elevata durezza e ragionevole tenacità lo rende un materiale adatto per armature di carrozzerie e veicoli. Il carburo di boro è anche ampiamente utilizzato come barre di controllo, materiali di schermatura e come rilevatori di neutroni nei reattori nucleari grazie alla sua capacità di assorbire neutroni senza formare radionuclidi di lunga durata. Essendo un semiconduttore di tipo p, il carburo di boro può essere un materiale candidato adatto per dispositivi elettronici che possono essere utilizzati ad alte temperature. Il carburo di boro è anche un eccellente materiale termoelettrico di tipo p.

Vantaggi

  • Elevata durezza
  • Bassa densità
  • Alto punto di fusione
  • Modulo elastico elevato
  • Inerzia chimica
  • Elevata sezione d’urto di assorbimento dei neutroni
  • Eccellenti proprietà termoelettriche

Proprietà del materiale

Proprietà Unità Carburo di boro (B4C) DuraWear (B4C +SiC) Sospensione DuraShock (SiC+ B4C)
Densità g/ cm3 2.52 2.62 2.8
Durezza Media dei voti 33 31 28
Tenacità alla frattura K Ic 1 MPa m2 2.5 3.4 4
Resistenza alla compressione MPa 3000 2900 2500
Resistenza alla flessione a 25°C MPa 420 340 330

1 K Ic Tenacità misurata con il metodo dell’indentazione.

Disclaimer: I valori presentati sono medi e tipici di quelli risultanti da campioni di prova. Sono forniti solo come indicazione per servire come guida nella progettazione di componenti ceramici e non sono garantiti in alcun modo. I valori effettivi possono variare in base alla forma e alle dimensioni del componente previsto.

Schede tecniche

DuraShock Ballistic Armor

Composito di carburo di boro/carburo di silicio

DuraShock

DuraWear Brand Image

Composito di carburo di boro/carburo di silicio

DuraWear

Lavorazione del carburo di boro

Il carburo di boro può essere lavorato in stato verde, biscotto o completamente denso. Mentre è nella forma verde o biscotto può essere lavorato relativamente facilmente in geometrie complesse. Tuttavia, il processo di sinterizzazione necessario per densificare completamente il materiale fa sì che il corpo del carburo di boro si restringa di circa il 20%. Questo restringimento significa che è impossibile mantenere tolleranze molto strette durante la lavorazione del carburo di boro prima della sinterizzazione. Per ottenere tolleranze molto strette, il materiale completamente sinterizzato deve essere lavorato/rettificato con utensili diamantati. In questo processo viene utilizzato un utensile/mola diamantata molto preciso per abradere il materiale fino a creare la forma desiderata. A causa della durezza intrinseca del materiale, questo può essere un processo lungo e costoso.

Domande frequenti

  • A cosa serve il carburo di boro?

    La combinazione di basso peso specifico, elevata durezza e ragionevole tenacità lo rende un materiale adatto per armature di carrozzerie e veicoli. Il carburo di boro è anche ampiamente utilizzato come barre di controllo, materiali di schermatura e come rilevatori di neutroni nei reattori nucleari grazie alla sua capacità di assorbire neutroni senza formare radionuclidi a lunga vita. Essendo un semiconduttore di tipo p, il carburo di boro può essere un materiale candidato adatto per dispositivi elettronici che possono essere utilizzati ad alte temperature. Il carburo di boro è anche un eccellente materiale termoelettrico di tipo p. Alcune applicazioni tipiche del carburo di boro includono:

    • Ugelli per sabbiatura
    • Cuscinetti a sfere e a rulli
    • Foche
    • Filiere per trafilatura
    • Giubbotto antiproiettile