Borkarbid är en kemisk förening av bor och kol. Den finns i flera former varav B4C är den vanligaste, men även B12C och B13C2 förekommer.

Borkarbid
Borkarbid
Systematiskt namnBorkarbid
Övriga namnTetrabor, Svart diamant
Kemisk formelB4C
Molmassa55,255 g/mol
UtseendeMörkgrå eller svart keram
CAS-nummer12069-32-8
Egenskaper
Densitet2,52 g/cm³
Löslighet (vatten)Olöslig
Smältpunkt2350 °C
Kokpunkt3500 °C
Faror
Huvudfara
Hälsovådlig Hälsovådlig
SI-enheter & STP används om ej annat angivits
Fysiska data
Utvidgningskoefficient5,6 – 5,73 10-6 K–1
Värmeledningsförmåga30 W/(m·K)
Resistivitet0,001 Ωm
Hårdhet9,5 (Mohs skala)

Näst intill diamant och kubisk bornitrid är borkarbid det hårdaste material vi känner till.[1] Eftersom det är svart till färgen kallas det ibland svart diamant[2] men även diamantvarieteten carbonados kallas svart diamant.[3] Karbiden är hälsovådlig.

Framställning

redigera

Borkarbid framställs genom reduktion av bortrioxid med kol i en ljusbågsugn över 1400 °C.

Användningsområden

redigera
  • Munstycken för exempelvis sandblästring.[1] Dessa är dyrare än motsvarande munstycken av kiselkarbid men håller 2–3 gånger längre.[4]
  • Blästersand, poler- och slipmedel.[5]
  • Dragskivor.[5]
  • Termoelement för höga temperaturer (upp till 2 000 °C).
  • Avskärmning av neutronstrålning.[1]
  • Lättviktspansar (skyddsvästar).[1] Stoppar effektivt pistolkulor, men när anslaghastigheten för projektiler från höghastighetsvapen överstiger 850 m/s ökar plötsligt inträngningsdjupet drastiskt. Det anses bero på att det ursprungligen kristallina materialet genom stöten övergår till ett amorft tillstånd (grå färg).[6]
  • Oxidationsskydd. Oxidationskänsliga material kan beläggas med en tunn skyddsfilm av borkarbid. Vid omkring 600 °C börjar borkarbiden oxidera och förbrukar då den oxygen som kan finnas i miljön. Intill smältpunkten blir borkarbiden en mycket viskös vätska, som hänger kvar på det som ska skyddas mot oxidering. Eventuella sprickor i skyddsfilmen, som kan ha uppkommit p.g.a. skillnader i utvidgningskoefficient mellan borkarbiden och underlaget, fylls då igen av den viskösa borkarbiden. Skyddsfilmen blir på så sätt självreparerande.[7]

Källor

redigera