Quais as características dos cadinhos de carboneto de boro?
O carboneto de boro (B₄C) é frequentemente utilizado em cadinhos especiais devido às suas excelentes propriedades, especialmente para utilização em ambientes corrosivos ou de alta temperatura. A seguir, uma descrição detalhada dos cadinhos de carboneto de boro:
1. Características dos cadinhos de carboneto de boro
Dureza ultra-elevada (dureza Mohs 9,3): apenas superada pelo diamante e pelo nitreto de boro cúbico, com uma resistência ao desgaste extremamente forte.
Ponto de fusão elevado (aproximadamente 2.450 °C): adequado para experiências a temperaturas ultra-elevadas (normalmente temperaturas de funcionamento ≤ 2.200 °C).
Resistência à corrosão química: resiste ao ataque de ácidos, álcalis e metais fundidos (como o alumínio e o cobre), mas apresenta baixa estabilidade contra oxidantes fortes (como o ácido sulfúrico concentrado a quente e o ácido nítrico).
Baixa densidade (2,52 g/cm³): Leve, adequado para aplicações que exijam redução de peso.
Absorção de neutrões: adequada para a blindagem ou controlo da radiação de neutrões na indústria nuclear.
2. Aplicações
Indústria metalúrgica: fusão de metais de elevada pureza (como o alumínio e o cobre) ou ligas para evitar a contaminação.
Indústria de semicondutores: cultivo de silício monocristalino ou processamento de materiais de elevada pureza.
Indústria nuclear: Armazenamento de materiais radioativos ou como absorvedor de neutrões.
Investigação laboratorial: Reações químicas ou síntese de materiais sob condições extremas.
3. Precauções de utilização
Sensibilidade ao choque térmico: o carboneto de boro tem uma baixa resistência ao choque térmico e deve ser evitado em arrefecimentos e aquecimentos rápidos (por exemplo, têmpera direta a altas temperaturas).
Fragilidade mecânica: para evitar choque mecânico ou concentração de tensões, otimize o formato do cadinho e a estrutura de suporte durante o projeto.
Risco de Oxidação: A oxidação da superfície pode ocorrer em atmosferas oxidantes acima dos 1000 °C. Por conseguinte, a utilização em atmosfera inerte (por exemplo, árgon) ou em ambiente de vácuo é essencial.
Custo elevado: o carboneto de boro é complexo de preparar e dispendioso, sendo normalmente utilizado em processos críticos.