Карбид бора: применение, получение и свойства

Формула карбид бора – В₁₂С₃. Вещество образуется путем соединения бора и углерода. Внешне выглядит как серо-черные кристаллы, которые характеризуются ромбоэдрической решеткой.

Методы получения карбида бора

Получение карбида бора осуществляется двумя способами:

1. Путем восстановления В₂О₃ углеродом при температуре 1900 – 2150 градусов по Цельсию – 2В₂О₃+4С→В₄С+3СО₂.
2. Взаимодействием простых веществ в перитектическом реагировании – 4В+С→В₄С.

В промышленных условиях получение В₁₂С₃ производят из борной кислоты и нефтяного кокса, являющегося источником углерода.

Основные свойства карбида бора

Физико-химические свойства карбида бора отличаются уникальностью, что позволило его использовать в различных специфических областях деятельности. Если более конкретно, то В₁₂С₃:

• отличается твердостью, износостойкостью, легкостью и химической инертностью относительно азота, серы и фосфора при условии температуры не более 1250 градусов Цельсия;
• оптимально подходит для использования в механике нового поколения;
• по твёрдости немного уступает алмазам;
• обладает химической устойчивостью;
• имеет температуру плавления более 2300 градусов Цельсия;
• окисляется на воздухе при температуре выше 600 градусов по Цельсию;
• не растворяется в воде и минеральных кислотах;
• можно добиться растворения данного вещества единственным способом – путем помещения в щелочной раствор, который доведён до состояния кипения;
• при температуре тысячу градусов Цельсия и смешивании с хлором образует углерод и хлористый бор;
• ввиду своей хрупкости применяется в форме порошка.

Карбид бора кристаллический хранят исключительно в заводской таре в условиях склада, в котором максимально сухо и функционирует система вентиляции. Если условия хранения данного вещества нарушены, то возможна утрата его некоторых физико-химических свойств, что недопустимо.

Области применения карбида бора

Карбид бора получил применение при производстве различных изделий. Данное вещество преимущественно выступает в роли сырья для изготовления:

• пескоструйного сопла;
• бронежилетов;
• защитных экранов, препятствующих распространению радиоактивных частичек;
• стойкой керамической посуды;
• стержней, ответственных за захват нейтронов в атомной энергетике;
• алмазного инструмента – в данном случае В₁₂С₃ является добавкой, улучшающей эксплуатационные характеристики изделий.

Небольшая плотность и другие незаменимые свойства В₁₂С₃ позволяют использовать данный материал при производстве изделий для защиты, например, с его помощью производят надёжные и долговечные бронированные пластины, способные поглощать и рассеивать энергию различных видов оружия, останавливать осколки.

В₁₂С₃ может использоваться в качестве стройматериала. Большую ценность имеет его использование для выполнения:

• бурения;
• точной механики;
• обработки сплавов повышенной твердости;
• других работ, где требуется использование сверхтвердых стройматериалов.