Bor Karbür Nedir Nerelerde Kullanılır, Bor karbür günümüzde bilinen en sert malzemelerden biri olması ile dikkat çeker. Çok sert bir malzeme olsa da yoğunluk dereceleri düşüktür. Bu sebeple özellikle savunma sanayinde hafif zırhların yapımında tercih edilen bir üründür.
Bor, yarı iletken bir malzeme olması ile dikkat çeker. Yüksek sıcaklıklarda elektriği bir metal gibi iyi bir şekilde iletme özelliği vardır. Düşük sıcaklıklarda ise bir yalıtkan gibi davranma özelliği bulunur. Saf bor siyah renkte olması ile dikkat çeker. Toz şeklinde be kristal yapıda olan bir malzemedir. Bor ve yapısında bor bulunan bileşikler pek çok önemli alanda rahatlıkla kullanılır. Örnek vermek gerekirse; nötronları soğurma özelliği olduğundan nükleer rektörlerde fisyon tepkimelerinin hızlarının kontrol edilmesine yardımcı olur. Bunun yanında yangın söndürücü toz olarak kullanımı da mümkündür. Bor oksit silisyum dioksit ile karıştırıldığı zaman camın kırılmalara ve yüksek sıcaklıklara dayanıklı olması sağlanır.
Borun karbon ile oluşturduğu bileşik bor karbür, elmas ille kübik bor nitrürden sonra en sert malzeme olma özelliğine sahiptir. Bu özelliği ile malzemelerin güçlendirilmesi amacıyla sıklıkla kullanılır. Bilinen en sert malzemelerden biri olsa da bor karbürün yoğunluğu düşüktür. Bu sebeple savunma sanayinde, helikopterlerde, uçaklarda, koruyucu yeleklerde, zırhlı araçlarda kullanılan hafif zırhlar bor karbür malzemelerden üretilirler.
Bunun yanında bor karbürün nötron soğurma yeteneği de vardır. Bu sebeple nükleer reaktörlerde kullanılan kontrol çubuklarının üretiminde de bu malzemeler kullanılır. Bor karbürün erime noktası da oldukça yüksektir. Bu nedenle yüksek sıcaklıklarda bozulmadan kararlı şekilde yapılarını koruma özellikleri bulunur. Bor karbürün bu muhteşem özellikleri kendine özgü yapısıyla alakalıdır. Kristal yapılı olan maddelerde atomlar düzenli bir şekilde konumlanır. Tekrar eden bu yapılar birim hücre olarak isimlendirilmektedir. Bor karbürün kimyasal yapısı B₄C şeklinde ifade edilir. Fakat bor karbürün kristal yapısı henüz anlaşılamamıştır. Deneysel ve kuramsal araştırmalarda bor karbürün kristal yapıları içerisinde 12 bor ile 3 karbon atomundan meydana gelen birim hücrelerin tekrar ettiği tespit edilmiştir. Ancak birim hücre içerisinde doğrusal bir şekilde dizilmiş olan üç karbon atomundan birinin bor ile yer değiştirebileceği ifade edilir.
Bor Nedir?
Bor, periyodik tabloda B simgesi ile ifade edilen bir elementtir. Borun atom numarası 5 iken, atom ağırlığı 10,81 şeklindedir. Bu element, metal ile ametal arasında yarı iletken özelliğe sahip olması ile dikkat çeker. Periyodik tabloda 3A grubunda yer alan bu element grubun ilk ve en hafif elementi olma özelliğine sahiptir. Temel hal elektron konfigürasyonu ise 1s2 2s2 2p1 şeklindedir.
Bor elementi 8B, 10B, 11B, 12B ve 13B izotoplarından meydana gelir. Bu elementin en kararlı izotopları ise 10B ile 11B olarak ifade edilebilir. 10B izotopunun yüksek termal nötron tutma özelliği bulunur. Bu sayede nükleer malzemeler ve nükleer enerji santrallerinde rahatlıkla kullanılabilir. Türkiye’de 10B izotopunda yüksek bor cevher yatakları yer alır.
Birtakım metal ve ametal elementler ile yapmış olduğu bileşiklerin göstermiş olduğu farklı özellikler bor bileşiklerinin çeşitli endüstrilerde kullanılmasına imkan tanır. Bor, bileşiklerinde metal dışı bileşikler gibi davranmasıyla dikkat çeker. Fakat saf bor, karbon gibi elektrik iletkeni olma özelliğine sahiptir. Kristalize bor, görünüm ve optik özellikleri açısından elmasa benzer olması ile dikkat çeker. Bunun yanında neredeyse elmas kadar sert olma özelliği nedeniyle tercih edilen bir malzemedir.
Bor saf elementi ilk olarak 1808 yılında Fransız kimyager Lussac ve Baron ile İngiliz kimyager H. Davey tarafından keşfedilmiştir. Bor elementinin, biri amorf ve altısı kristalin polimorf olmak üzere birtakım allotropik formları vardır. Alfa ile beta rombohedral formlar en fazla çalışılmış olan kristalin polimorfları olması ile dikkat çeker. Alfa rombohedral strük yapıdadır. 1200 derece üzerinde bozulur ve 1500 dereceden sonra beta rombohedral forma dönüşür. Amorf form yaklaşık 1000 derece üzerinde beta rombohedrale dönüşmektedir. Bütün saf bor elementleri ergime noktası üzerinde ısıtıldığı zaman yeniden kristalleştirildiğinde beta rombohedral forma dönüşen elementlerdir.
Bor elementi yer kabuğunda yaygın bir şekilde yer alan 51. element olması ile dikkat çeker. Bor elementi hiçbir zaman doğada serbest bir şekilde yer almaz. Tabiatta yaklaşık 230 çeşit bor minerali vardır. En yaygın bulunan bor minerallerinden biri aluminoborosilikat minerali olan ve yapısında %10 kadar bor barındıran Turmalindir.
Bor Karbür Kullanım Alanları Nelerdir?
Bor karbür kullanım alanları çeşitli olması ile dikkat çeker. Bor karbür endüstriyel açıdan çeliklere sertlik ve aşınmaya karşı dirençleri arttırır. Kaynak elektrotlarında aşınmaya karşı direnci artırması için aşındırıcılar ile zımparalarda katkı malzemesi olarak kullanılır.
Bor karbür, demir ve alaşımlı metallerin yüzeylerine difüzyon kullanılarak koruma amacıyla kaplanabilir. Bunun yanında ağır işlerde kullanmak adına son derece avantajlıdır. Diğer malzemeler ile kıyaslandıklarında oldukça sert bir yapıları bulunur.
Nükleer enerji santrallerinde bor karbür yakıt yükleme çubuğunda kullanılan bir üründür. Bunun yanında bu malzeme radyasyondan korunmak adına tercih edilir.
Nükleer enerjinin önemi ile bor karbür bu alanda sık sık kullanılmaya başlamıştır. Nükleer santrallerin boru hatlarında bor alaşımları sık sık tercih edilen bileşenlerdir.
Bor karbürün sertlik değeri oldukça yüksek olması ile dikkat çeker. Korozyon çeşitlerine göre dirençleri oldukça yüksektir. Bor karbür ileri teknoloji seramiklerin ham maddesi olması ile dikkat çeker. Diğer geleneksel zırh malzemeleri ile karşılaştırıldığı zaman %70 oranında daha hafif olma özelliğine sahiptir. Savunma sanayinde hafifliği ile dikkat çeken yelek ve helikopterlerin zırhlarında sık sık kullanılır.