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碳化硼(Boron Carbide, B4C), 分子量 55.26 是硼的一種碳化物,在高溫爐中冶練生成的黑色菱型六面體.碳化硼的相對密度 2.52g/cm3,熔點2450°C,硬度為4950kg/cm2, 且具有耐高溫、耐酸鹼腐蝕、比重輕、高硬度、高化學穩定度、高彈性模量...等特點.

最穩定的碳化硼結構是具有斜方六面體結構的 B13C2、B12C3、B4C 和其他接近於 B12C3 的相.此外還存在一些亞穩態相的碳化硼結構,以及還有一些目前不能確定的相.

碳化硼的斜方六面體結構中包括 12 個二十面的原子團簇，這些原子團簇通過共價鍵相互連接,並在斜方六面體的對角線上有一個三原子鏈.多硼的十二面體結構位於斜方六面體的頂點,如圖 1 所示．

硼原子和碳原子可以在二十面體內和原子鏈上互相替代，這也是碳化硼具有如此眾多同分異構體的主要原因．最為廣泛接受的 B4C 結構就是具有一個 BllC 二十面體和一條 C—B-C 的原子鏈，如圖 2 所示．

碳化硼是一種重要物理化學性質的非金屬材料, 繼氮化硼之後, 為最堅硬的硼化合物. 它的高熔點、大中子捕獲面、低密度、化學惰性、優良的熱學和電學性質使得碳化硼成為應用高科技的新材料. 碳化硼也可作為添加在氧化鋁和碳化矽陶瓷中, 可提高材料的斷裂韌性,相對更提高其強度; 由於碳化硼還可大量吸收中子,使得碳化硼的應用更為廣泛.

碳化硼是一種高溫 P 型半導體材料.它具有強硬度、低密度、高化學惰性等優秀的性質.在 1000C 高溫下,可與 Fe、Ni、Ti、zr, 等金屬反應.另外,由於 原子具有很強的吸收中子的能力，所以碳化硼在原子物理和醫學上具有很好的應用. 此外碳化硼也因這些性質使得它在微電子學、核子物理、軍事以及空間技術上具有廣泛的應用.

應用範圍:
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粒度範圍

Grains

F60, F70, F80, F90, F100, F120, F150, F180, F220, F230, F240, F280, F320, F360, F400, F500, F600, F800, F1000, F1200

粒度對照表

物理特性比較表

材質

碳化硼

碳化矽

外觀呈色

黑灰色粉末

綠色粉末

比重 (g/cm3)

2.52

3.2

熔 點(°C)

2450°C
( 4442 °F)

2350 °C
(4172 °F)

Mohs
Knoop(kg/cm2)

9.6
>3200

9.1~9.4
>2400

相對硬度比較

莫氏硬度表

10

鑽石(Diamond)

9

剛玉(Corundum)

8

黃玉(Topaz)

7

石英(Quartz)

6

正長石(Orthoclase)

5

磷灰石(Apatite)

4

瑩石(Fluorite)

3

方解石(Calcite)

2

石膏(Gypsum)

1

滑石(Talc)

針對Al2O3基板研磨效率比較

研磨效率比較 (u/min.) : 碳化硼 (14.37) > 碳化矽 (4.80)

    主要原因是形成了强的共价键，形成了类似于金刚石的正多面体结构。
     碳化硼俗名人造金刚石(B4C)。
    碳化硼(B4C)介绍
    碳化硼(Boron Carbide, B4C), 分子量 55.26 是硼的一种碳化物,在高温炉中冶练生成的黑色菱型六面体.碳化硼的相对密度 2.52g/cm3,熔点2450°C,硬度为4950kg/cm2, 且具有耐高温、耐酸碱腐蚀、比重轻、高硬度、高化学稳定度、高弹性模量...等特点.
    最稳定的碳化硼结构是具有斜方六面体结构的 B13C2、B12C3、B4C 和其他接近於 B12C3 的相.此外还存在一些亚稳态相的碳化硼结构,以及还有一些目前不能确定的相.
    碳化硼的斜方六面体结构中包括 12 个二十面的原子团簇，这些原子团簇通过共价键相互连接,并在斜方六面体的对角线上有一个三原子链.多硼的十二面体结构位於斜方六面体的顶点,如图 1 所示．
    硼原子和碳原子可以在二十面体内和原子链上互相替代，这也是碳化硼具有如此众多同分异构体的主要原因．最为广泛接受的 B4C 结构就是具有一个 BllC 二十面体和一条 C—B-C 的原子链，如图 2 所示．
    碳化硼是一种重要物理化学性质的非金属材料, 继氮化硼之后, 为最坚硬的硼化合物. 它的高熔点、大中子捕获面、低密度、化学惰性、优良的热学和电学性质使得碳化硼成为应用高科技的新材料. 碳化硼也可作为添加在氧化铝和碳化矽陶瓷中, 可提高材料的断裂韧性,相对更提高其强度; 由於碳化硼还可大量吸收中子,使得碳化硼的应用更为广泛.
    碳化硼是一种高温 P 型半导体材料.它具有强硬度、低密度、高化学惰性等优秀的性质.在 1000C 高温下,可与 Fe、Ni、Ti、zr, 等金属反应.另外,由於 原子具有很强的吸收中子的能力，所以碳化硼在原子物理和医学上具有很好的应用. 此外碳化硼也因这些性质使得它在微电子学、核子物理、军事以及空间技术上具有广泛的应用.
    应用范围:
    适用於硬质材料的钻孔、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 , 水龙头片、喷嘴、阀零件工程陶瓷 (包括结构、环境和过程用陶瓷),生物陶瓷,核能反应炉芯块、轻质防弹装甲材料等应用.

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