cách sử dụng boron cabride trong chất trợ dung
Bo cacbua (B₄C) hiếm khi được sử dụng làm thành phần trợ dung chính (vì các loại trợ dung truyền thống tập trung vào việc làm nóng chảy/loại bỏ oxit), nhưng nó đóng vai trò “trợ dung chức năng” chuyên biệt trong các quy trình luyện kim nhiệt độ cao—chủ yếu để kiểm soát hàm lượng cacbon, tinh chế hợp kim và biến tính tạp chất oxit, đồng thời hỗ trợ quá trình hình thành xỉ. Ứng dụng của nó tận dụng điểm nóng chảy cao (~2450°C), độ ổn định hóa học và khả năng cho cacbon.
Các ứng dụng chính trong các quy trình liên quan đến thông lượng
-
Luyện kim đen (Luyện thép/sắt)
Trong sản xuất thép chuyên dụng (ví dụ: thép tốc độ cao, thép không gỉ), bo cacbua được thêm vào như một chất phụ gia trợ dung điều chỉnh cacbon vào sắt/thép nóng chảy:- Nó cung cấp carbon để tinh chỉnh hàm lượng carbon của hợp kim (rất quan trọng đối với độ cứng và độ bền) mà không đưa thêm tạp chất (không giống như than đá hoặc cốc, có thể mang theo lưu huỳnh/photpho).
- Nó phản ứng với các tạp chất oxit có hại (ví dụ, FeO, SiO₂) để tạo thành xỉ borosilicate có nhiệt độ nóng chảy thấp, nổi lên bề mặt và được loại bỏ—cải thiện độ tinh khiết và các tính chất cơ học của thép.
-
Sản xuất hợp kim không chứa sắt (hợp kim nhôm, đồng)
Đối với hợp kim nhôm hoặc đồng có độ tinh khiết cao, bo cacbua đóng vai trò là chất trợ dung tinh luyện :- Nó phản ứng với oxy hòa tan trong hợp kim nóng chảy để tạo thành B₂O₃ (bo oxit), chất này bay hơi hoặc kết hợp với các oxit khác để tạo thành xỉ – làm giảm các tạp chất oxit làm yếu hợp kim.
- Trong quá trình luyện nhôm, nó cũng giúp ngăn chặn sự hình thành các cacbua nhôm có hại (Al₄C₃), ngăn ngừa tình trạng giòn ở sản phẩm cuối cùng.
-
Thuốc thông hàn & hàn đồng (Trường hợp chuyên biệt)
Trong hàn nhiệt độ cao (ví dụ, đối với kim loại chịu lửa như vonfram hoặc molypden), bo cacbua đôi khi được đưa vào các công thức thuốc thông nhiệt độ cao :- Nó chống phân hủy ở nhiệt độ hàn (~1800–2200°C) và giúp loại bỏ oxit bề mặt khỏi kim loại cơ bản, đảm bảo mối hàn bền chắc.
- Nó cũng bổ sung một lượng nhỏ boron vào vũng hàn, giúp tăng cường mối hàn bằng cách tạo ra các kết tủa boride mịn.
Tại sao nó không phải là một “Dòng chảy truyền thống”
Các chất trợ dung truyền thống (ví dụ: borax, silica) hoạt động bằng cách nóng chảy ở nhiệt độ thấp đến trung bình để hòa tan oxit. Ngược lại, bo cacbua:
- Có điểm nóng chảy cực cao (quá cao để có thể đóng vai trò là “chất làm nóng chảy” trong hầu hết các quá trình ở nhiệt độ thấp).
- Giá trị của nó nằm ở sự biến đổi hóa học (kiểm soát cacbon, tinh chế tạp chất) chứ không chỉ là sự hình thành xỉ – khiến nó trở thành “chất phụ gia chức năng” trong hệ thống thông lượng, chứ không phải là thông lượng độc lập.