一，基本特性：

碳化硼，別名黑鉆石，是一種無機物，化學式為B₄C(VK-BC100)，通常為灰黑色微粉。是已知最堅硬的三種材料之一（僅次于金剛石和立方相氮化硼），用于坦克車的裝甲、避彈衣和很多工業應用品中。它的莫氏硬度約為9.5。黑色有光澤晶體。硬度比工業金剛石低，但比碳化硅高。與大多數陶器相比，易碎性較低。具有大的熱能中子俘獲截面。抗化學作用強。不受熱氟化氫和硝酸的侵蝕。溶于熔化的堿中，不溶于水和酸。相對密度2.5左右，熔點2350℃。沸點3500℃。

它在19世紀作為金屬硼化物研究的副產品被發現，直到1930年代才被科學地研究。碳化硼(VK-BC100)可由電爐中用碳還原三氧化二硼制得。由于制備手段的因素，碳化硼容易形成碳缺陷，導致硼碳比在很大的范圍內變化而不影響其晶體結構，這往往導致其理化性能的降低。這種缺陷往往難以通過粉末衍射分辨，常常需要化學滴定以及能量損失譜確定。需要說明的是，除了B₄C之外，碳化硼(VK-BC100)材料可能具有不同化學計量比，目前已知的B∶C化學計量比為4~10.5。

   因具有密度低、強度大、高溫穩定性以及化學穩定性好的特點。在耐磨材料、陶瓷增強相，尤其在輕質裝甲，反應堆中子吸收劑等方面使用。此外，和金剛石和立方氮化硼相比，碳化硼制造容易、成本低廉，因而使用更加廣泛，在某些地方可以取代價格昂貴的金剛石、常見在磨削、研磨、鉆孔等方面的應用。

二，納米碳化硼(VK-BC100)的幾種制備方法：

1. 碳熱還原法

因具有密度低、強度大、高溫穩定性以及化學穩定性好的特點。在耐磨材料、陶瓷增強相，尤其在輕質裝甲，反應堆中子吸收劑等方面使用。此外，和金剛石和立方氮化硼相比，碳化硼制造容易、成本低廉，因而使用更加廣泛，在某些地方可以取代價格昂貴的金剛石、常見在磨削、研磨、鉆孔等方面的應用。

2.自蔓延高溫合成法

自蔓延高溫合成法，又常被稱為SHS技術。這一方法是前蘇聯物理化學研究所的Merzhahov等發明的。該方法具有反應溫度較低（1000℃～1200℃）、節約能源（利用外部能源點火后，僅靠反應放出的熱量即可使燃燒波進行下去）、反應迅速等優點，所以合成出的碳化硼粉純度較高且原始粉末粒度較細（0.1～4μm），一般不需要再破碎處理。另外，SHS過程中升溫和冷卻速度極快，易于形成高濃度缺陷和非平衡結構，粉末的晶形呈不規則，可以使產物具有高的活性，從而提高其燒結性能。但是極難徹底洗去產物中的硼鎂雜質，會增加工藝流程及成本，這是工藝中應該進一步研究的問題。

3. 聚合物前驅體裂解法

低溫前驅體裂解法是一種當無機物或金屬醇鹽經過溶液、溶膠、凝膠、固化四個過程后，再經過熱處理操作成為固體化合物的方法。該方法能在分子水平上設計和控制碳化硼粉體的均勻性及粒度，從而得到超細、高純并且均勻的納米材料。碳源一般為甘油、檸檬酸、聚乙烯醇、葡萄糖、甘露醇、淀粉、蔗糖和纖維素等，硼源為硼酸或硼酐。

4. 溶膠凝膠法

該法的基本原理是易于水解的金屬化合物（無機鹽或金屬醇鹽）在某溶劑中與水發生反應，經過水解與縮聚過程逐漸凝膠化，再經過干燥燒結等處理得到所需材料。基本反應有水解反應和聚合反應，可在低溫下制備高純、粒徑分布均勻、化學活性高的單多組分混合物。

選擇合適的硼源、碳源而形成凝膠，本方法具有原料的分子級混合更加均勻、反應溫度低、產物膨松等優點。

 

三，納米碳化硼(VK-BC100)的應用

1. 控制核裂變

碳化硼(VK-BC100)可以吸收大量的中子而不會形成任何放射性同位素，因此它在核能發電場里他是很理想的中子吸收劑，而中子吸收劑主要是控制核分裂的速率。碳化硼在核反應爐場里主要是做成可控制的棒狀，但有的時候會因為要增加表面積而把它制成粉末狀。1986年切爾諾貝利核事故時，俄羅斯投下了近2000噸碳化硼和沙子后，最終使反應堆中的鏈式反應停止。

2. 研磨材料

由于碳化硼(VK-BC100)在很久以前它已經作為一種粗砂研磨材料。由于它本身熔點高，不易鑄成人工制品，但是通過高溫熔煉粉末，它可以加工成簡單的形狀。用于硬質合金、寶石等硬質材料的磨削、研磨、鉆孔及拋光。

3. 涂層涂料

碳化硼(VK-BC100)還可以作為軍艦和直升機的陶瓷涂層，其重量輕并且有抵抗chuan jia dan穿透熱壓涂層成整體防層的能力。

4. 噴嘴

    在軍火工業中可用作制造噴嘴。碳化硼(VK-BC100)，極硬又耐磨，與酸堿不起反應，耐高/低溫,耐高壓，密度≥2.46g/cm3;顯微硬度≥3500kgf/mm2，抗彎強度≥400MPa，熔點為2450℃。因為碳化硼噴嘴具有的以上耐磨高硬度的特點,碳化硼噴砂嘴將逐漸取代已知的硬質合金/鎢鋼和碳化硅、氮化硅、氧化鋁、氧化鋯等材質的噴砂嘴。