碳化硼的根本性質、合成和性能

碳化硼是碳（C）和硼（B）化合物的總稱，按照協作條件的不同生成B4C和B6C兩種化合物，一般所說的碳化硼一般是指B4C。

一、碳化硼的根本性質

B4C屬三方晶系，單位晶胞內有12個B原子和3個C原子，晶胞中C原子構成的聯接立體對角線配備，C處于活動狀態，可以被B原子所替代，構成置換固溶體，并有或許脫離晶格構成帶有缺點的高硼化合物。

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，顯微硬度50GPa左右，僅次于金剛石和立方氮化硼，因此B4C粉具有非常高的研磨才干，其研磨功率可以達到金剛石的60%-70%，高于SiC50%,是剛玉研磨才干的1-2倍。

B4C熔點2450℃（分化）。在1000℃間的膨脹系數為4.5×10-6℃-1。導熱系數在100℃時為121.4W/m·k，700℃時為62.79W/m·k。B4C首要作磨料磨具，熱壓B4C制品可用來作耐磨損、耐熱部件，在耐火材料行業，B4C首要用作添加物，如添加到碳結合耐火材料中起抗氧化劑的效果，添加到不定型材料中提高坯體的強度和耐侵蝕性等。

二、碳化硼的組成與典型功用

工業上常用的組成B4C粉末的方法是用過量的碳恢復硼酐：

2B2O3+7C→B4+6CO↑

組成反應可以在電阻爐或電弧爐中進行，在電阻爐中組成時，在低于B4C的分化溫度下加熱硼酐B2O3與碳C和混合物，即可得到含有很少游離C的B4C（有時含有游離硼1%-2%），是一種較好的組成方法，在電弧爐中組成時，由于電弧溫度恰當高，而B4C在2200℃左右即為分化為富碳相和硼，硼在高溫時又會蒸騰而形成反應產品中含有大量游離C（20%-30%），故所得B4C的質量稍差。

以電弧爐組成B4C時一般選用硼酸（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%）為材料，按反應式核算理論用量，硼酸的參與量比理論用量高2%左右，人工石墨和石油焦各占碳總參與量的50%，再比理論用量高3%-4%即可，將配好的三種材料在球磨機中混合，參與到電弧爐中于1700-2300℃下進行恢復、碳化即可得到B4C,最后將熔塊揀選并經洗滌、破碎、磨細、酸洗、沉降分級等工序即可得到各種粒度的B4C