碳化硼材料研究进展

碳化硼提锂-概述说明以及解释1.引言1.1 概述碳化硼是一种具有高熔点、硬度和耐腐蚀性的无机化合物，广泛应用于陶瓷、涂层、耐火材料等领域。

近年来，碳化硼在提取锂方面也表现出良好的性能和潜力，因此受到了研究者的广泛关注。

本文将围绕碳化硼提取锂这一话题展开探讨，首先从碳化硼的性质入手，介绍其在锂提取中的应用，分析碳化硼提锂的优势。

通过对该主题的深入研究和讨论，旨在为相关领域的研究和应用提供一定的参考和指导。

文章结构: 本文将首先介绍碳化硼的性质，包括其物理性质和化学性质。

接着将详细探讨碳化硼在锂提取中的应用，分析碳化硼在提锂过程中的作用机制以及实际应用效果。

最后，将总结碳化硼提取锂的优势，并对未来碳化硼在提锂领域的发展进行展望。

}}}请编写文章1.2 文章结构部分的内容1.3 目的本文旨在探讨碳化硼在锂提取过程中的应用，分析碳化硼提锂的优势，并总结展望未来在此领域的发展方向。

通过对碳化硼提锂技术的深入研究和分析，为相关领域的研究提供参考和借鉴，促进该技术在工业生产中的应用，并为提高锂的提取效率和资源利用率提供新思路和方法。

同时，借此机会加深对碳化硼这一材料性质和应用领域的认识，推动碳化硼在能源领域的广泛应用。

2.正文2.1 碳化硼的性质碳化硼，化学式为B4C，是一种极硬的陶瓷材料，具有许多优异的性质。

首先是其硬度，碳化硼的硬度仅次于金刚石和立方氮化硼，属于超硬材料之一，因此在耐磨领域有着广泛的应用。

此外，碳化硼还具有高熔点、高热导率、高抗氧化性等特点，使其在高温高压、耐腐蚀等严苛环境下表现出色。

除了以上性质外，碳化硼还具有一定的化学稳定性，不易与大多数金属及非金属发生化学反应。

其具有良好的耐酸碱性，可在酸碱腐蚀性环境中稳定性地存在。

此外，碳化硼还具有较高的密度和硬度，使其在一些特殊领域中有着独特的应用。

总的来说，碳化硼的性质使其成为一种多功能材料，广泛用于陶瓷制品、切削工具、护甲材料等领域。

在锂提取过程中，碳化硼的特殊性质也为其提供了独特的优势，后文将详细介绍其在锂提取中的应用。

摘要：质子交换膜燃料电池（P E M F C）是一种高效的无污染装置因而受到广泛关注。

然而，PE M F C仍存在成本高、稳定性差等问题，制约了PEMFC的大规模商业应用。

气体扩散层是PEMFC中的重要组成部分。

针对PEMFC低成本、高性能先进材料的需求，本文综述了气体扩散层基材碳纸、微孔层的改性制备、气液传输和水管理、孔结构的模拟与设计等方面的研究进展，并指出了碳纸基气体扩散层未来的发展方向。

关键词：PEMFC；碳纸改性；气体扩散层；微孔层；水管理Abstract: PEMFC (proton exchange membrane fuel cell) has attracted wide attention as an efficient and pollution-free device. However, there still exist some problems such as high cost and poor stability, which restrict its large-scale commercial application. Gas diffusion layer is an important part of the cell. In order to meet the demand of low cost and high performance advanced materials for PEMFC, the research progress of carbon paper base material, preparation of microporous layer, gas-liquid transfer and water management, simulation and design of pore structure are reviewed, and the future development direction of carbon paper base gas diffusion layer is pointed out.Key words: PEMFC; carbon paper modification; gas diffusion layer; microporous layer; water management燃料电池气体扩散层中碳纸材料研究进展⊙ 陈逸菲 赵思涵 赵浩轩 郭大亮*（浙江科技学院环境与资源学院，杭州 310023）Research Progress of Carbon Paper Materials in Gas Diffusion Layers of Fuel Cells⊙ Chen Yifei, Zhao Sihan, Zhao Haoxuan, Guo Daliang *(College of Environment and Resources, Zhejiang University of Science and Technology, Hangzhou, Zhejiang 310023, China)中图分类号：TS761.2文献标志码：A 文章编号：1007-9211(2023)24-0001-09陈逸菲 女士在读硕士研究生；从事纸基功能材料方面的研究工作。

摘要：碳化硼是一种战略材料,因具有高熔点、高硬度、低密度、良好的热稳定性、较强的抗化学侵蚀能力和中子吸收能力等一系列优良性能,已被广泛应用于能源、军事、核能以及防弹领域。

本文主要介绍碳化硼及其铝基陶瓷材料在“军民两用”等领域应用现状和相关制备工艺与性能，并对碳化硼陶瓷材料发展前景进行展望。

关键词：碳化硼；陶瓷；制备技术；工艺方法前言碳化硼是一种新型非氧化物陶瓷材料, 碳化硼陶瓷具有高熔点(2450℃)、高硬度(29.1GPa)、大中子捕获面(600bams)、低密度(2.52g/cm³)、较好的化学惰性、优良的热学和电学性能等。

碳化硼又称黑钻石,是仅次于金刚石和立方氮化硼的第三硬材料。

碳化硼除了大量被用作磨料之外，还可以用于制备各种耐磨零件、热电偶元件、高温半导体、宇宙飞船上的热电转化装置、防弹装甲、反应堆控制棒与屏蔽材料等。

碳化硼陶瓷在军工上多用于防弹装甲中，其防护系数最高一般为13-14，并且其硬度最高，密度最低，是最理想的装甲陶瓷，虽然其价格昂贵，但在保证性能优越的条件下，以减重为首要前提的装甲系统中碳化硼仍优先选择。

1碳化硼陶瓷在防弹领域的应用防弹材料的科技水平也是国家的军事实力的重要体现。

碳化硼防弹材料已广泛应用在防弹衣、防弹装甲、武装直升机以及警、民用特种车辆等防护领域。

相比于其它防弹材料如金属板防弹材料、高性能纤维复合防弹材料、组合防弹材料等，碳化硼陶瓷因高熔点、高硬度和低密度已成为防弹材料应用领域的理想替代品。

1.1防弹装甲我国防弹陶瓷最早应用于防弹装甲领域。

目前,国内外已工程化应用的装甲陶瓷材料主要有氧化铝、碳化硼、碳化硅、氮化铝、硼化钛、氮化硅等。

用于装甲防护的单相陶瓷主要有三种,分别是：氧化铝、碳化硼和碳化硅。

装甲陶瓷材料主要应用于防弹装甲车辆,通常以复合装甲的形式出现。

装甲陶瓷材料普遍应用在附加顶、舱盖、排气板、炮塔座圈、防弹玻璃、枢轴架等装甲构件中以及坦克车辆的下车体，还用于制造躯干板、侧板、车辆门和驾驶员座椅。

碳化硼材料的制备技术碳化硼的硬度仅次于金刚石和立方氮化硼，尤其是近于恒定的高温硬度（＞30GPa）是其它任何材料都无可比拟的，故成为超硬材料家族中的重要成员。

碳化硼为菱面体，目前被广泛接受的碳化硼模型是：B₁₁C组成的二十面体和C-B-C链构成的菱面体结构^[1～2]。

正是由于这种特殊的结合方式，碳化硼具有许多优良性能（见表1），被广泛应用于耐火材料、工程陶瓷、核工业、航天航空等领域。

本文综述了碳化硼粉末及碳化硼陶瓷的制备技术在国内外的研究现状及进展情况，并展望了其发展。

2碳化硼粉末的合成2.1 碳管炉、电弧炉碳热还原法这是合成B₄C粉末的最古老的方法，早在化学计量的B₄C被确定（1934年）后不久，电炉生产工业用B₄C的研究就获得了成功，B₄C作为磨料开始在工业上得到应用。

将硼单质或含硼的化合物与碳粉或含碳的化合物均匀混合后放在高温设备，例如电管炉或电弧炉中，通以保护气体Ar或N₂气在一定温度下合成B₄C粉末，其基本的化学方程式为：2B₂O₃（4H₃BO₃）+7C=B₄C+6CO（g）(+3H₂O（g）) 由于硼酸和硼酐分别在低温和高温下有较大的挥发性，所以通常加入过量的硼酸和硼酐，才能获得高纯和稳定的B₄C粉。

轻质碳化硼复合材料的制备工艺及性能研究作者：李少峰来源：《佛山陶瓷》2015年第11期摘要：本研究以B4C、SiC、TiC、C等为原料，经过喷雾干燥工艺造粒，采用无压烧结制备了轻质碳化硼复合材料。

探讨了浆料中不同料水比对碳化硼造粒料的影响，测试了碳化硼烧结体的相关性能，并借助SEM对烧结体进行断口形貌观察。

实验结果表明：当料水比为1 ： 1.5时，料浆经过喷雾干燥工艺制粒，可制得颗粒表面形貌近似为圆形的碳化硼混合造粒料，所压素坯经过无压烧结，制得了结构致密，组织均匀，力学性能优良的轻质碳化硼复合材料。

其体积密度为2.53 g/cm3、相对密度为97.76 %、维氏硬度为25.5 GPa、抗弯强度为437 MPa、断裂韧性为5.24 MPa·m-1/2。

关键词：轻质碳化硼；复合材料；喷雾造粒；无压烧结1 引言碳化硼是一种新型工业特种陶瓷材料，由于具有高硬度（仅次于金刚石和立方氮化硼）、比重小（2.52 g/cm3）、弹性模量高、耐高温、化学稳定性好以及良好的中子吸收能力等特点，因此在密封行业、轻质防弹装甲、硬质磨削材料、耐磨轴承、高级耐火材料、航空航天、核反应堆的屏蔽材料等诸多领域得到了广泛的应用[1，2]。

喷雾干燥是一种将液态物料（包括泥浆）雾化后在热的干燥介质中于很短时间内转变成干粉料的工艺[3]。

采用喷雾干燥技术可制备出质量均一、重复性良好的球形粉料。

缩短粉料的制备过程，也有利于自动化、连续化生产，是目前大规模制备优良陶瓷干粉的最有效方法。

由于碳化硼具有很高比例的B-C共价键，自扩散系数小，烧结阻力大，在没有添加烧结助剂的情况下，很难得到较高致密度的碳化硼烧结体[4]。

因此，碳化硼想要获得较高致密度的烧结体，需要添加一定的烧结助剂，最常添加的是C，好处是不引入其他杂质[5]。

纯碳化硼陶瓷除了难以烧结致密外，还有一个致命缺陷——断裂韧性低，因而要对其进行增韧处理。

碳化硼的增韧物有很多种，如：晶须、纳米管、金属单质、金属氧化物、过渡金属碳化物和硼化物以及它们的组合添加物等[6]。

碳化硼陶瓷烧结工艺及其在防弹领域的应用摘要：碳化硼陶瓷是一种新型功能陶瓷材料，具有硬度高、高温强度大、抗热震性好和抗蚀性强等特点，广泛应用于航空航天、石油化工等领域。

本文介绍了碳化硼陶瓷的性能、制备方法及在防弹领域的应用进行了探讨。

关键词：碳化硼陶瓷；烧结工艺；防弹领域1引言碳化硼是一种新型功能陶瓷材料，具有高硬度、高强度、耐高温、耐腐蚀、抗磨损等优良特性，广泛应用于航空航天、石油化工等领域。

碳化硼陶瓷因其具有超高硬度（HV7000）、高温强度（1000℃）和高强度（1800 MPa），同时又具有良好的韧性和抗热震性，被誉为“陶瓷中的钻石”。

因此，对碳化硼陶瓷烧结工艺及其在防弹领域的应用将具有良好的现实意义。

2碳化硼防弹陶瓷的制备方法2.1 无压烧结无压烧结是一种既简便又经济的制备方法，其所需要的主要设备有冷压压制机和烧结炉。

目前，碳化硼陶瓷无压烧结成型工艺主要有灌浆成型工艺、凝胶注模成型工艺、冷等静压成型工艺等。

通过单向挤压的方法，获得了足够加工强度的坯料。

冷等静压可获得致密、受力均匀的毛坯，其性能显著改善，逐渐成为高性能碳化物制品的普适性成形技术。

纯B4C的无压烧结是一种极难实现的材料，其致密化过程中的孔洞缺陷及致密程度是决定材料性能的重要因素。

结果表明，烧结温度、粉体尺寸对致密程度有较大的影响。

粉体材料对碳化硼陶瓷的烧结性有很大的影响。

粉体越细，加热速度越快，对提高致密度越有利。

随着粉体尺寸的减小、比表面积的增大，烧结驱动力增大：提高粉体的表面积、提高烧结温度，使致密性得到提高，致密度达到56%-71%。

迅速的加热有利于获得高的致密性的良好的显微组织，这是由于挤压能够被加热到这样的温度，在微观组织变粗化之前发生致密化。

结果表明，在2250-2350℃的高温下，使用含氧量≤3 m的超细粉，是实现纯碳化硼无压烧结的关键。

1.2 热压烧结热压烧结是在高强石墨模中填充干燥混合均匀的碳化硼粉末，并在加热的同时，对其进行单向加压，从而达到成形与烧结的目的。

碳化硼的研究进展刘珅楠;孙帆;谭章娜;袁青;周凯静;马剑华【摘要】碳化硼是高性能陶瓷材料中的一种重要原料，包含诸多的优良性能，除了高硬度、低密度等性能外，它还具备高化学稳定性和中子吸收截面及热电性能等特性，在国防军事设备、功能陶瓷、热电元件等诸多领域具有十分广泛的应用。

本文重点介绍了碳化硼的相关性质、研究进展和应用现状。

详细地介绍了碳化硼的制备方法，如电弧炉碳热还原法、自蔓延高温法、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法等方法，并分析了它们的优缺点。

%Boron carbide is a kind of important raw materials of high performanceceramic material, including many excellent performance. In addition to highhardness and low density properties, it also has high chemical stability andneutron absorption cross section and thermoelectric properties, which are widely used in national defense and military equipment, functional ceramics and thermoelectric element fields. The current research progress and application of relevant properties, boron carbide were introduced. The preparation methods of boron carbide, such as carbon arc furnace reduction method, self-propagating high temperature method, chemical vapor deposition, sol-gel method, were mainly introduced, and their advantages and disadvantages were analyzed.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】3页(P21-23)【关键词】碳化硼;特种陶瓷;自蔓延高温法;化学气相沉积法;溶胶-凝胶法;前驱体【作者】刘珅楠;孙帆;谭章娜;袁青;周凯静;马剑华【作者单位】温州大学化学与材料工程学院，浙江温州 325000;温州大学化学与材料工程学院，浙江温州 325000;温州大学化学与材料工程学院，浙江温州325000;温州大学化学与材料工程学院，浙江温州 325000;温州大学化学与材料工程学院，浙江温州 325000;温州大学化学与材料工程学院，浙江温州 325000【正文语种】中文【中图分类】TQ263.1材料是人类社会赖以生存和发展的物质基础。