Boron carbide synthesis by polymeric precursor method

Bor karbür, mükemmel özellikleri sayesinde endüstrinin birçok alanında kullanılmaktadır. Toz halde; alaşımların ve seramik malzemelerin su jetiyle kesilmesi ve parlatılmasında aşındırıcı toz olarak ve metal borürlerin üretiminde hammadde olarak kullanılmaktadır. Sinterlendiğinde; kumlama nozülü, seramik rulman, balistik zırh, termal sprey ve kaynak elektrodu, nükleer santrallerde kullanılan control çubuğu, ve nötron detektörü olarak tercih edilmektedir. Son yıllarda araştırmacılar, bor karbürün ticari üretim yöntemine iyi bir alternatif olan polimerik öncü yöntemi üzerinde çalışmaktadırlar. Bu yöntemde, toksik olmayan ve ucuz hammaddelerden elde edilen bor esterleri kullanılarak, yüksek reaktiviteli reaktanlar sayesinde düşük sıcaklıkta ve toz halde bor karbür üretilebilmektedir. Ancak, yüksek reaktiviteyi sağlayan bor esterinin safsızlık içermeden elde edilmesi bu yöntemin zorlayıcı kısmını oluşturmaktadır. Bu çalışmada, BOREN Organik/Polimer laboratuvarı tarafından yüksek saflığa sahip mannitol borat polimerik öncü kullanılmıştır. Manitol boratın karakterizasyonu FT-IR ve TG-DTA cihazları kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen bor karbür tozlarının XRD paternleri, SEM görüntüleri ve tane boyut dağılımı belirlenmiştir. Düşük serbest karbon içeriğine sahip bor karbür tozlarının, 1400 °C'de 5 saat ve 1300 °C'de 6 saat süreyle stokiyometrik orana yakın C/B2O3 mol oranına sahip dekompoze ürünler sayesinde yüksek verimde elde edildiği, partikül şekillerinin eş eksenli ve D50 değerlerinin 7.957 and 5.472 µm olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Bor karbür, düşük sentez sıcaklığı, polimerik öncü, manitol, borik asit.