کاربید بورن (فرمول شیمیایی تقریباً B4C) یک ماده سرامیکی و بسیار سخت بورن-کربن است. که در زره‌های مخزن، جلیقه‌های ضد گلوله و همچنین در کاربردهای بی‌شمار صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کاربید بورن دارای سختی ویکرز >30 GPa، یکی از سخت ترین مواد شناخته شده، در پشت نیترید بورنم مکعب و الماس است.
تاریخچه کاربید بورن
این ماده در قرن 19 به عنوان یک محصول جانبی از واکنش‌های مربوط به بورنیدهای فلزی کشف شد. اما فرمول شیمیایی آن ناشناخته بود.
تا دهه 1930 ترکیب شیمیایی B4C حدس زده شد.
بحث بر سر این موضوع باقی مانده است که آیا این ماده از این استوکیومتری دقیق 4 : 1 برخوردار بوده یا خیر.
زیرا در عمل کمی با کمبود کربن همراه است و کریستالوگرافی پرتوی ایکس نشان می‌دهد که ساختار آن بسیار پیچیده است، مخلوطی از زنجیره‌های CBC و B12 بیست وجهی است.
کاربرد کاربید بورن
توانایی این ماده در جذب نوترون‌ها بدون تشکیل رادیونوکلئیدهای با نیمه عمر طولانی، آن را به عنوان جاذب تابش نوترونی ناشی از نیروگاه‌های هسته‌ای استفاده می‌کنند.
کاربردهای هسته‌ای این ماده شامل محافظ، میله کنترل و بسته شدن گلوله‌ها است. در میله‌های کنترل، اغلب پودر می‌شود، تا سطح آن افزایش یابد.
سنتز کاربید بورن
کاربید بورن اولین‌بار در سال 1899 توسط Henri Moissan سنتز شد، فرایند با کاهش تری اکسید بور با کربن یا منیزیم در حضور کربن در کوره قوس الکتریکی صورت می‌گیرد. در مورد کربن، واکنش در دمای بالاتر از نقطه ذوب B4C رخ می‌دهد و با آزاد شدن مقدار زیادی مونوکسید کربن همراه است.
2 B2O3 + 7 C → B4C + 6 CO
در صورت استفاده از منیزیم، واکنش می‌تواند در یک گرافیت انجام شود و فرآورده‌های جانبی منیزیم با استفاده از اسید حذف می‌شوند.
- کاربید بورن برای صفحات داخلی جلیقه‌های بالستیک استفاده می‌شود.
- آبکاری ضد گلوله‌های شخصی و وسیله نقلیه
- نازل برش جت آب با فشار بالا
- پوشش‌های مقاوم در برابر خراش
- ابزار برش و ساینده‌ها
- جذب‌کننده نوترون در راکتورهای هسته‌ای
- کامپوزیت‌های ماتریس فلزی
- سوخت پرانرژی برای سوخت جامد Ramjetها
- سوخت جامد در لنت‌های ترمز وسایل نقلیه
