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碳化硼检测项目：总硼、总碳、可溶性硼、同位素分析（质谱法）、游离碳、铁、铝、硅、钙、钴、铬、铜、镁、锰、钼、磷、镍、钛、钨、锆和氟、氯等化学成分。
碳化硼检测标准：ASTM C791-2019《核级碳化硼的化学、质谱及光谱分析标准方法》、JB/T 7993-2012 碳化硼化学分析方法、YS/T 423.1～5-2000 系列标准《核级碳化硼粉末化学分析方法》
碳化硼简介
碳化硼是一种无机物，化学式为B₄C，通常为灰黑色微粉,硬度仅次于金刚石和立方氮化硼。碳化硼的晶体结构主要为斜方六面体结构，包括B4C、B13C2、B12C3等，其中B4C是匀相区较为稳定的化合物。碳化硼可以吸收大量的中子而不会形成任何放射性同位素，它在核能发电场里它是很理想的中子吸收剂。
碳化硼具有密度低、强度大、高温稳定性以及化学稳定性好的特点。在耐磨材料、陶瓷增强相，轻质装甲，反应堆中子吸收剂广泛使用。与金刚石和立方氮化硼相比，碳化硼制造容易、成本低廉，在某些地方可以取代价格昂贵的金刚石、常见在磨削、研磨、钻孔等方面的应用。
碳化硼主要性能参数
参数 | 数值 |
密度 | 2.4659-2.533g/cm3 |
硬度 | 35-45Gpa |
熔点 | 2375℃ |
热膨胀系数 | 4×10-6-4×10-8K-1（25℃-800℃） |
电阻率 | 2-5×10-2Ωm |
能带 | 0.77-1.80eV（B：C=2.4-5.0） |
介电常数 | 5 |
耐热性 | 空气中，800℃以下基本稳定，在更高温度条件下氧化成CO2和B2O3呈气相流失 |
用途 | 应用领域 |
磨料 | 用于硬质合金、工程陶瓷和精密研磨抛光。 |
结构材料 | 用作气动滑阀，热挤压模，核电站冷却系统的轴颈轴承；用作气动滑阀、热挤压模、核电站冷却系统的轴颈轴承；用作陶瓷气体涡轮机中的耐腐蚀、耐摩擦器件，喷砂嘴及水切割的喷嘴；直升机轻质装甲、防弹背心 |
电性能材料 | 碳化硼/石墨热电偶由石墨管和碳化硼棒组成，在惰性气体和真空中使用温度可达2200℃。在600℃-2200℃之间，电势差与温度线性关系良好。 |
核性能材料 | 在反应堆堆芯组件中，中子吸收材料是仅次于燃料元件的重要功能元件。碳化硼中子吸收截面高，吸收能谱宽，价格低，来源丰富，吸收中子后没有强的二次辐射，废料易于处理，是重要的中子吸收材料 |
陶瓷材料 | 碳化硅-碳化硼复合陶瓷是具有广泛应用前景的高温耐磨、耐蚀材料，已在工业喷嘴、泵的密封以及热挤压模等领域获得应用。 |
核级碳化硼主要指标
碳化硼在核工业中是重要的中子吸收材料，又称核级碳化硼。化学成分是影响碳化硼使用性能的关键因素，对产品的生产和应用具有重要的指导意义。
下表是核级碳化硼主要性能指标，主要依据标准是ASTMC791-2019、ASTMC750-2018、ASTMC751-2020
序号 | 化学成分 | 指标要求 | 检验依据 |
1 | 总硼Total boron (B) | 73.0%-81.0% | ASTMC791-2019 ASTMC750-2018 ASTMC751-2020 |
2 | 硝酸可溶硼Nitric acid-soluble boron (B) | ≤0.5% | |
3 | 水溶性硼Water-soluble boron (B) | ≤0.2% | |
4 | 钙Calcium (Ca) | ≤0.3% | |
5 | 铁Iron (Fe) | ≤1.0% | |
6 | 总硼+总碳total boron + total carbon (B+C) | ≥98.0% | |
7 | 氟Fluoride (F) | ≤25μg/g | |
8 | 氯Chloride (Cl) | ≤75μg/g | |
9 | 水分Water | ≤750μg/g | |
10 | 10B | 供需协商 |
硼聚乙烯板对碳化硼的指标要求
化学成分（质量分数）% | 检验依据 | |||||
B4C≥ | B总≥ | C总≥ | B2O3≤ | C游≤ | Fe2O3≤ | EJ/T20077-2014 JB/T7993-2012 |
95.00 | 76.50 | 20.00 | 0.15 | 3.00 | 0.25 | |
磨料级碳化硼主要技术指标
普通磨料碳化硼-作为已知Zui坚硬的三种材料之一（仅次于金刚石和立方相氮化硼），适用于硬质材料的磨削、研磨及抛光，如超硬合金、宝石等硬质材料，陶瓷耐磨零件，包括磨耗增强板、泵零件、轴承、喷嘴、阀零件工程陶瓷（包括结构、环境和过程用陶瓷）等。
不同的用途场合所对应的各成分指标均有所不同。其中JB/T 3294-2017《普通磨料碳化硼》中各粒度号要求如表1所示。
粒度范围 | 化学成分（质量分数）% | 检验依据 | |||||
B4C≥ | B总≥ | C总≥ | B2O3≤ | C游≤ | Fe2O3≤ | JB/T3294-2017 JB/T7993-2012 | |
F4-F90 | 95.00 | 76.00 | 20.00 | 0.20 | 1.50 | 0.25 | |
F100-F220 | 96.00 | 77.00 | 20.50 | 0.15 | 2.00 | ||
F230-F600 | 95.00 | 76.50 | 20.00 | 0.15 | 3.00 | ||
F800-F1200 | 92.50 | 75.00 | 20.00 | 0.20 | 4.00 | ||
碳化硼检测不同的化学分析方法的异同
1.普通磨料碳化硼化学成分分析主要依据《JB/T 7993-2012 碳化硼化学分析方法》标准检测，该标准主要分析碳化硼样品中总硼、总碳、三氧化二铁、二氧化硅、三氧化二硼、游离硼、游离碳等7项。从该标准中可以看出总硼、总碳、三氧化二硼、游离硼、游离碳是碳化硼分析检测中的重点。由于碳化硼存在不同的同分异构体属于非化学式化合物，B4C含量的检测主要通过化合硼和化合碳含量计算出来。
2.核级碳化硼分析主要依据《ASTMC791-2019《核级碳化硼的化学、质谱及光谱分析标准方法》》标准检测，该标准规定了总硼、总碳、可溶性硼、同位素分析（质谱法）、游离碳、铁、铝、硅、钙、钴、铬、铜、镁、锰、钼、磷、镍、钛、钨、锆和氟、氯等化学成分检测方法。该标准检测项目覆盖了核级碳化硼的技术指标，为核工业相关用户提供了检测依据和方法。
3.国内核级碳化硼标准主要为YS/T 423.1～5-2000 系列标准《核级碳化硼粉末化学分析方法》，主要项目为总硼量、总碳量、铁量、游离硼量、氧含量等五项。该系列标准涵盖了碳化硼样品中氧含量的检测，为核级碳化硼粉末及芯块提供了检测方法。
