Bor Karbür Nedir ? Nerelerde Kullanılır ?

Bor Karbür Nedir ?

Bor karbür, kimyasal simgesi B4C olan, çok yüksek sertlik değerine sahip olan seramik esaslı ve kovalent bağlı bir malzeme çeşididir. Manyetik değildir. Mıknatıs tutmaz. Bor karbür, sahip olduğu yüksek sertlik nedeniyle sayısız uygulamada kullanılmaktadır. Ancak; bu uygulamaların en başında savunma ve nükleer sanayi gelmektedir. Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi, temelde 4 adet Bor atomuna, 1 adet Karbon atomu bağlanması ile elde edilmektedir.

Konu ile ilgili Britannica makalesi için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

bor karbür kristal yapısı

Bor Karbür Kristal Yapısı

Bor karbür, kübik bor nitrür ve elmas ile birlikte, bilinen en sert malzemeler arasındadır. Sertlik değeri Kübik Bor Nitrür ve Elmastan sonra gelmektedir. Sertlik değeri Mohs Sertlik Skalasına göre 9-10 arasındadır. Bu özelliğinden dolayı da takma ismi ” Kara Elmas ” tır. Sertlik değerinin çok yüksek olmasının yanında yoğunluğunun 2.52 g/cm3 olması da, hafiflik anlamında büyük avantaj sağlamaktadır. Bildiğiniz üzere, malzemelerdeki hafiflik özelliği günümüzde çok önemlidir. Özellikle giyilebilen zırh tasarımlarında, zırfların bor karbür malzemelerden yapılması, zırhı giyen kişi açısından çok önemlidir. Ya da, zırh uygulamasının yapılacağı ürün eğer bir uçak ya da helikopter ise, hafiflik yakıt tasarrufu açısından hayati önem taşımaktadır.

Bor Karbür Nerelerde Kullanılır ?

Yazımızın başında da bahsettiğimiz üzere, sahip olduğu çok iyi sertlik değeri ( Bilinen en sert 3. malzeme ), nedeniyle hem ticari hem de bilimsel olarak çok önemli bir yere sahiptir. Zırh ve balistik uygulamaları haricinde, radyasyondan korunmak amacı ile de kullanılmaktadır. Çünkü, nötron geçişini engelleyici özelliği bulunmaktadır. Bu özelliği sayesinde, iyi bir radyasyon bloklayıcı olarak kullanılmaktadır.

Diğer bir özelliği ise, çeliklere alaşım elementi olarak eklenmesidir. Çeliklere belli bir miktar eklendiğinde, çelik sertlikleri dolayısı ile de aşınma dayanımları inanılmaz bir artış göstermektedir. Bu da, özellikle zorlayıcı yerlerde çalışan çelik alaşımları için ömür uzatıcı bir özellik olur. Kullanım özelliklerini kısa olarak sıralayacak olursak, aşağıdaki gibi bir listeye ulaşmaktayız.

  • En önemli kullan alanı kişisel ya da araçlarda kullanılan zırhlardır. Bu zırhlar kurşun geçirmez özelliğe sahiptir. Ülkemizde de Altay Tanklarında anti balistik olarak bu zırh uygulaması kullanılmıştır.
  • Su jetlerindeki nozul kısımlarında kullanılmaktadır.

Ek bilgi olarak su jetleri yaklaşık 30,000–90,000 psi ile çalışmaktadır. Bu muazzam basınçlarda, aşındırıcı temasına dayanabilen nadir malzeme gruplarından biridir.

  • Nükleer Reaktörlerdeki, füzyon miktarını ayarlayan kontrol çubuklarındaki alaşım malzemelerinden biridir. Bu kontrol çubuklarının önemi bu sitede anlatılmaktadır.
  • Çizilmeye dayanıklı kaplamaların yapılmasında,
  • Kesme, delme aletlerinin dış kısım kaplamalarında bol miktarda kullanılır. Bu sayede kullanım ömürleri ve kesme aralıkları ( malzeme çeşidi ) genişletilmektedir.
  • Aşındırıcı imalatlarında kullanılmaktadır. ( Zımpara vb. )

Üretim Yöntemi


Bor karbür, 1899 yılında ilk olarak Henri Moissan tarafından sentezlenmiştir. Elektrik ark ocaklarında bulunan karbon, bor trioksit ile reaksiyon işlemine tabi tutulmaktadır. Bu işlem sonucunda bor-karbür ve bol miktarda karbonmonoksit gazı ortaya çıkmaktadır. Bu reaksiyon aşağıda görüldüğü üzere bir redüksiyon, yani indirgeyici bir reaksiyondur. Reaksiyonun gerçekleştiği sıcaklık 2000 Santigrat dereceyi aşmaktadır. Gerçekleştirildiği ortam vakumlu ya da argon gazı olan bir ortam olmalıdır. Ortamda oksijen istenmez.

bor karbür formül

Üretim Reaksiyonu

Yüksek sıcaklıklarda herhangi bir bağlayıcıya ihtiyaç olmadan toz hali ile yüksek basınç ile birlikte kalıplanarak istenilen şekle getirilebilmektedir. Bu sayede kalıplama ile toz halden nihai hale getirilir.

Zırh uygulamaları ile ilgili video için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz. Ayrıca Wikipedia için bu bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

Yorum Yaz