Carburo de boro – Tabla de materiales – Aplicaciones – Precio

Acerca del carburo de boro

El carburo de boro (fórmula química aproximadamente B4C) es un material cerámico y covalente de boro-carbono extremadamente duro. Es uno de los materiales más duros conocidos, ocupando el tercer lugar detrás del diamante y el nitruro de boro cúbico. Es el material más duro producido en cantidades de tonelaje.

Resumen

Nombre	Carburo de boro
Fase en STP	sólido
Densidad	2520 kg / m3
Resistencia a la tracción	500 MPa
Límite de elastacidad	N / A
Módulo de Young	460 GPa
Dureza Brinell	40000 BHN
Punto de fusión	2427 ° C
Conductividad térmica	30 W / mK
Capacidad calorífica	1000 J / g K
Precio	160 $ ​​/ kg

Composición de carburo de boro

Carburo de boro, (B4C), compuesto cristalino de boro y carbono. El carburo de boro tiene una estructura cristalina compleja típica de los boruros a base de icosaedro. 

Aplicaciones del carburo de boro

Debido a su alta dureza, el polvo de carburo de boro se utiliza como abrasivo en aplicaciones de pulido y lapeado, y también como abrasivo suelto en aplicaciones de corte como el corte por chorro de agua. Por su dureza, junto con su muy baja densidad, ha encontrado aplicación como agente reforzante del aluminio en armaduras militares y bicicletas de alto rendimiento, y su resistencia al desgaste ha hecho que se emplee en boquillas de arenado y sellos de bombas. El carburo de boro también se utiliza en barras de control en reactores nucleares. 

Propiedades mecánicas del carburo de boro

Resistencia del carburo de boro

En mecánica de materiales, la resistencia de un material es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales básicamente considera la relación entre las cargas externas aplicadas a un material y la deformación resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original.

La resistencia de un material es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. Para la tensión de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que tienden a alargarse se conoce como resistencia máxima a la tracción (UTS). El límite elástico o límite elástico es la propiedad del material definida como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica). En caso de tensión de tensión de una barra uniforme (curva tensión-deformación), la  ley de Hooke describe el comportamiento de una barra en la región elástica. El módulo de elasticidad de Young es el módulo de elasticidad para esfuerzos de tracción y compresión en el régimen de elasticidad lineal de una deformación uniaxial y generalmente se evalúa mediante ensayos de tracción.

Ver también: Resistencia de los materiales

Resistencia máxima a la tracción del carburo de boro

La resistencia máxima a la tracción del carburo de boro es de 500 MPa.

Límite de elastacidad del carburo de boro

El límite elástico del carburo de boro es N / A.

Módulo de Young del carburo de boro

El módulo de Young del carburo de boro es de 460 MPa.

Dureza del carburo de boro

En la ciencia de los materiales, la  dureza  es la capacidad de resistir  la hendidura de la superficie  ( deformación plástica localizada ) y el  rayado . La prueba de dureza Brinell  es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para las pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un penetrador esférico duro  bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.

El  número de dureza Brinell  (HB) es la carga dividida por el área de la superficie de la muesca. El diámetro de la impresión se mide con un microscopio con una escala superpuesta. El número de dureza Brinell se calcula a partir de la ecuación:

La dureza Brinell del carburo de boro es de aproximadamente 40000 BHN (convertido).

Ver también: dureza de materiales

Propiedades térmicas del carburo de boro

Carburo de boro – Punto de fusión

Punto de carburo de boro de fusión es de 2427 ° C .

Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar. En general, la  fusión  es un  cambio  de fase de una sustancia de la fase sólida a la líquida. El  punto  de fusión de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase. El  punto de fusión  también define una condición en la que el sólido y el líquido pueden existir en equilibrio. Para varios compuestos químicos y aleaciones, es difícil definir el punto de fusión, ya que generalmente son una mezcla de varios elementos químicos.

Carburo de boro – Conductividad térmica

La conductividad térmica del carburo de boro  es  30 W / (m · K) .

Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada  conductividad térmica , k (o λ), medida en  W / mK . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por  conducción . Tenga en cuenta que  la ley de Fourier se  aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo que también se define para líquidos y gases.

La  conductividad térmica  de la mayoría de los líquidos y sólidos varía con la temperatura. Para los vapores, también depende de la presión. En general:

La mayoría de los materiales son casi homogéneos, por lo que normalmente podemos escribir  k = k (T) . Se asocian definiciones similares con las conductividades térmicas en las direcciones y y z (ky, kz), pero para un material isótropo, la conductividad térmica es independiente de la dirección de transferencia, kx = ky = kz = k.

Carburo de boro – Calor específico

El calor específico de carburo de boro es 1000 J / g K .

El calor específico, o capacidad calorífica específica,  es una propiedad relacionada con la energía interna  que es muy importante en termodinámica. Las  propiedades intensivas  c _v  y  c _p  se definen para sustancias compresibles simples puras como derivadas parciales de la  energía interna  u (T, v)  y la  entalpía  h (T, p) , respectivamente: 

donde los subíndices  v  y  p  denotan las variables que se mantienen fijas durante la diferenciación. Las propiedades  c _v  y  c _p  se denominan  calores específicos  (o  capacidades caloríficas ) porque, en determinadas condiciones especiales, relacionan el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía añadida por la transferencia de calor. Sus unidades SI son  J / kg K  o  J / mol K .

Propiedades y precios de otros materiales

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