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碳化硼检测

碳化硼检测

核级碳化硼检测项目:总硼、总碳、可溶性硼、同位素分析(质谱法)、游离碳、铁、铝、硅、钙、钴、铬、铜、镁、锰、钼、磷、镍、钛、钨、锆和氟、氯等化学成分。核级碳化硼···

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碳化硼检测项目:总硼、总碳、可溶性硼、同位素分析(质谱法)、游离碳、铁、铝、硅、钙、钴、铬、铜、镁、锰、钼、磷、镍、钛、钨、锆和氟、氯等化学成分。

碳化硼检测标准:ASTM C791-2019《核级碳化硼的化学、质谱及光谱分析标准方法》、JB/T 7993-2012   碳化硼化学分析方法、YS/T 423.1~5-2000 系列标准《核级碳化硼粉末化学分析方法》

囯磨质检碳化硼检测资质:CMA、CNAS



碳化硼简介


碳化硼是一种无机物,化学式为B₄C,通常为灰黑色微粉,硬度仅次于金刚石和立方氮化硼。碳化硼的晶体结构主要为斜方六面体结构,包括B4CB13C2、B12C3等,其中B4C是匀相区较为稳定的化合物。碳化硼可以吸收大量的中子而不会形成任何放射性同位素,因此它在核能发电场里它是很理想的中子吸收剂。


此外碳化硼具有密度低、强度大、高温稳定性以及化学稳定性好的特点。在耐磨材料、陶瓷增强相,轻质装甲,反应堆中子吸收剂广泛使用。与金刚石和立方氮化硼相比,碳化硼制造容易、成本低廉,在某些地方可以取代价格昂贵的金刚石、常见在磨削、研磨、钻孔等方面的应用。




碳化硼主要性能参数


参数

数值

密度

2.4659-2.533g/cm3

硬度

35-45Gpa

熔点

2375℃

热膨胀系数

4×10-6-4×10-8K-1(25℃-800℃)

电阻率

2-5×10-2Ωm

能带

0.77-1.80eV(B:C=2.4-5.0)

介电常数

5

耐热性

空气中,800℃以下基本稳定,在更高温度条件下氧化成CO2和B2O3呈气相流失


碳化硼主要应用 

                 

用途

应用领域

磨料

用于硬质合金、工程陶瓷和精密研磨抛光。

结构材料

用作气动滑阀,热挤压模,核电站冷却系统的轴颈轴承;用作气动滑阀、热挤压模、核电站冷却系统的轴颈轴承;用作陶瓷气体涡轮机中的耐腐蚀、耐摩擦器件,喷砂嘴及水切割的喷嘴;直升机轻质装甲、防弹背心

电性能材料

碳化硼/石墨热电偶由石墨管和碳化硼棒组成,在惰性气体和真空中使用温度可达2200℃。在600℃-2200℃之间,电势差与温度线性关系良好。

核性能材料

在反应堆堆芯组件中,中子吸收材料是仅次于燃料元件的重要功能元件。碳化硼中子吸收截面高,吸收能谱宽,价格低,来源丰富,吸收中子后没有强的二次辐射,废料易于处理,是重要的中子吸收材料

陶瓷材料

碳化硅-碳化硼复合陶瓷是具有广泛应用前景的高温耐磨、耐蚀材料,已在工业喷嘴、泵的密封以及热挤压模等领域获得应用。


核级碳化硼主要指标

碳化硼在核工业中是重要的中子吸收材料,又称核级碳化硼。化学成分是影响碳化硼使用性能的关键因素,对产品的生产和应用具有重要的指导意义。

下表是核级碳化硼主要性能指标,主要依据标准是ASTMC791-2019、ASTMC750-2018、ASTMC751-2020


序号

化学成分

指标要求

检验依据

1

总硼Total boron (B)

73.0%-81.0%

ASTMC791-2019

ASTMC750-2018

ASTMC751-2020

2

硝酸可溶硼Nitric acid-soluble boron (B)

≤0.5%

3

水溶性硼Water-soluble boron (B)

≤0.2%

4

钙Calcium (Ca)

≤0.3%

5

铁Iron (Fe)

≤1.0%

6

总硼+总碳total boron + total carbon (B+C)

≥98.0%

7

氟Fluoride (F)

≤25μg/g

8

氯Chloride (Cl)

≤75μg/g

9

水分Water

≤750μg/g

     10

10B

  供需协商


铅硼聚乙烯板对碳化硼的指标要求


化学成分(质量分数)%

检验依据

B4C≥

B

C

B2O3

C

Fe2O3

EJ/T20077-2014

JB/T7993-2012

95.00

76.50

20.00

0.15

3.00

0.25


磨料级碳化硼主要技术指标

普通磨料碳化硼-作为已知最坚硬的三种材料之一(仅次于金刚石和立方相氮化硼),适用于硬质材料的磨削、研磨及抛光,如超硬合金、宝石等硬质材料,陶瓷耐磨零件,包括磨耗增强板、泵零件、轴承、喷嘴、阀零件工程陶瓷(包括结构、环境和过程用陶瓷)等。

不同的用途场合所对应的各成分指标均有所不同。其中JB/T 3294-2017《普通磨料 碳化硼》中各粒度号要求如表1所示。


粒度范围

      化学成分(质量分数)%

检验依据

B4C≥

B

C

B2O3

C

Fe2O3

JB/T3294-2017

JB/T7993-2012

F4-F90

95.00

76.00

20.00

0.20

1.50

0.25

F100-F220

96.00

77.00

20.50

0.15

2.00

F230-F600

95.00

76.50

20.00

0.15

3.00

F800-F1200

92.50

75.00

20.00

0.20

4.00



碳化硼检测不同的化学分析方法的异同

1.普通磨料碳化硼化学成分分析主要依据《JB/T 7993-2012   碳化硼化学分析方法》标准检测,该标准主要分析碳化硼样品中总硼、总碳、三氧化二铁、二氧化硅、三氧化二硼、游离硼、游离碳等7项。从该标准中可以看出总硼、总碳、三氧化二硼、游离硼、游离碳是碳化硼分析检测中的重点。由于碳化硼存在不同的同分异构体属于非化学式化合物,B4C含量的检测主要通过化合硼和化合碳含量计算出来。

2.核级碳化硼分析主要依据《ASTM C791-2019《核级碳化硼的化学、质谱及光谱分析标准方法》》标准检测,该标准规定了总硼、总碳、可溶性硼、同位素分析(质谱法)、游离碳、铁、铝、硅、钙、钴、铬、铜、镁、锰、钼、磷、镍、钛、钨、锆和氟、氯等化学成分检测方法。该标准检测项目覆盖了核级碳化硼的技术指标,为核工业相关用户提供了检测依据和方法。

3.国内核级碳化硼标准主要为YS/T 423.1~5-2000 系列标准《核级碳化硼粉末化学分析方法》,主要项目为 总硼量、总碳量、铁量、游离硼量、氧含量等五项。该系列标准涵盖了碳化硼样品中氧含量的检测,为核级碳化硼粉末及芯块提供了检测方法。


中心简介


国家磨料磨具质量检验检测检验中心参与起草了《JB/T3294-2017 普通磨料 碳化硼》行业标准,并负责组织起草了《JB/T7993-2012普通磨料 碳化硼化学分析方法》行业标准,具备碳化硼及其相关材料的检测能力,可为企业提供检验检测、检验人员培训等技术服务工作。    



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