碳化硼的根本性质、合成和性能

发布时间：

2025-10-24 12:53

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碳化硼是碳（C）和硼（B）化合物的总称，按照协作条件的不同生成B4C和B6C两种化合物，一般所说的碳化硼一般是指B4C。

一、碳化硼的根本性质

B4C属三方晶系，单位晶胞内有12个B原子和3个C原子，晶胞中C原子构成的联接立体对角线配备，C处于活动状态，可以被B原子所替代，构成置换固溶体，并有或许脱离晶格构成带有缺点的高硼化合物。

B4C分子量52.25，含C21.74%，含B78.26%，一般呈灰暗色至黑色，密度2.519g/cm3，莫氏硬度9.36，显微硬度50GPa左右，仅次于金刚石和立方氮化硼，因此B4C粉具有非常高的研磨才干，其研磨功率可以达到金刚石的60%-70%，高于SiC50%,是刚玉研磨才干的1-2倍。

B4C熔点2450℃（分化）。在1000℃间的膨胀系数为4.5×10-6℃-1。导热系数在100℃时为121.4W/m·k，700℃时为62.79W/m·k。B4C首要作磨料磨具，热压B4C制品可用来作耐磨损、耐热部件，在耐火材料行业，B4C首要用作添加物，如添加到碳结合耐火材料中起抗氧化剂的效果，添加到不定型材料中提高坯体的强度和耐侵蚀性等。

二、碳化硼的组成与典型功用

工业上常用的组成B4C粉末的方法是用过量的碳恢复硼酐：

2B2O3+7C→B4+6CO↑

组成反应可以在电阻炉或电弧炉中进行，在电阻炉中组成时，在低于B4C的分化温度下加热硼酐B2O3与碳C和混合物，即可得到含有很少游离C的B4C（有时含有游离硼1%-2%），是一种较好的组成方法，在电弧炉中组成时，由于电弧温度恰当高，而B4C在2200℃左右即为分化为富碳相和硼，硼在高温时又会蒸腾而形成反应产品中含有大量游离C（20%-30%），故所得B4C的质量稍差。

以电弧炉组成B4C时一般选用硼酸（含量大于92%）、人工石墨（固定碳大于95%）和石油焦（固定碳大于85%）为材料，按反应式核算理论用量，硼酸的参与量比理论用量高2%左右，人工石墨和石油焦各占碳总参与量的50%，再比理论用量高3%-4%即可，将配好的三种材料在球磨机中混合，参与到电弧炉中于1700-2300℃下进行恢复、碳化即可得到B4C,最后将熔块拣选并经洗涤、破碎、磨细、酸洗、沉降分级等工序即可得到各种粒度的B4C

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