బోరాన్ కార్బైడ్

బోరాన్ కార్బైడ్ ఒక కార్బన్ సమ్మేళన పదార్ధం, బోరాన్, కార్బను పరమాణుల సమ్మేళనం వలన ఈ రసాయన సంయోగ పదార్ధం ఏర్పడినది.దీనిరసాయనిక ఫార్ములా అందాజుగా B4C.ఇది దృఢమైనది, అధిక కఠినత్వంకలిగిన రసాయన సంయోగ పదార్ధం.బోరాన్ కార్బైడ్ యొక్క వికేర్సు కఠినత్వ/దృఢత్వ విలువ >30 GPa.గట్టి దనం/కఠినత్వం కలిగిన పదార్థాలలో ఇది ఒకటి.కఠినత్వం లేదా గట్టిదనంలో వజ్రం, బోరాన్ నైట్రేట్ తరువాత బోరాన్ కార్బైడ్ పదార్థాన్ని పేర్కొనవచ్చును.పారిశ్రామికంగా బోరాన్ కార్బైడ్ పలు ఉపయోగాలు కల్గి ఉంది.యుద్ద టాంకులలో, బుల్లెట్ ఫ్రూఫ్ జాకెట్ తయారీలో ఈ రసాయన పదార్థాన్ని ఉపయోగిస్తారు.

గుర్తింపు-ఫార్ములా
19 వ శతాబ్దిలో దీనిని బోరాయిడ్/బోరైడ్ (boride) ఉత్పత్తిలో ఉప ఉత్పత్తిగా ఏర్పడటం గుర్తించారు.కాని రసాయన ఫార్ములాను ఉహించలేకపోయారు.1930లో దీని రసాయన ఫార్ములాను B4C గా అంచనాకు వచ్చారు.అయితే ఇప్పటికి ఈ ఫార్ములాకచ్చితము పై సందేహం నేలకోనది. బోరాన్ కార్బైడ్ అణువులో బోరాన్-కార్బన్ పరమాణువులు 4:1 నిష్పత్తి లోసంయోగం చెంది ఉన్నాయా అన్నవిషయంలో అనుమానం ఉంది.ఆచరణాత్మకంగా చూస్తే ఫార్ములాకన్న అణువులో కార్బన్నిష్పత్తి కొద్దిగా తక్కువ ఉన్నట్లు కన్పిస్తున్నది.ఎక్సు కిరణాల క్రిష్టలోగ్రఫిలో దీని అణుసౌష్టవం క్లిష్టంగా వుంది ఇది C-B-Cశృంఖల, B12 ఐసోకహెడ్ర మిశ్రమ సౌష్టవాన్ని కలిగి ఉంది.అందువలన దీని రసాయన ఫార్ములాను తరచుగా B12 అణు నిర్మాణం కారణంగా ఈ రసాయన సంయోగ పదార్థ రసాయన ఫార్ములాలను క్లుప్తంగా B4C కాకుండగా B12C3గా రాస్తారు

అణు నిర్మాణం/సౌష్టవం
బోరాన్ కార్బైడ్ అణువు icosahedron-based borides వంటి ఒక క్లిష్టమైనఅను సౌష్టవాన్నిఅల్లికరూపంలో కల్గి ఉంది.

భౌతిక లక్షణాలు
బోరాన్ కార్బైడ్ సంయోగపదార్ధం ముదురు/గాఢ బూడిదరంగు లేదా నల్లగా పొడి/పుడి రూపంలోవుండును.వాసన లేని పదార్ధం.

అణుభారం
బోరాన్ కార్బైడ్ అణుభారం 55.255 గ్రాములు/మోల్

సాంద్రత
సాధారణ ఉష్ణోగ్రత వద్ద బోరాన్ కార్బైడ్ సాంద్రత 2.51 గ్రాములు/సెం.మీ3

ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత
బోరాన్ కార్బైడ్ రసాయన సంయోగ పదార్ధం యొక్క ద్రవీభవన స్థానం 2,763 °C (5,005 °F;3,036 K)

మరుగు/బాష్పీభావన స్థానం
బోరాన్ కార్బైడ్ రసాయన సంయోగ పదార్ధం యొక్క బాష్పీభవన స్థానం/ఉష్ణోగ్రత 3,500 °C (6,330 °F; 3,770K)

ద్రావణీయత
బోరాన్ కార్బైడ్ రసాయన సంయోగ పదార్ధం నీటిలో కరుగదు.

ఇతర ప్రత్యేక గుణాలు
బోరాన్ కార్బైడ్ అధిక కఠినత్వంకలిగిన దృఢమైన పదార్థంగా గుర్తింపు ఉంది.దీని వికర్సుకఠినత్వపు విలువ38 GPa, ఎలాస్టిక్ మోడస్ 460 GPa, ఫ్రాక్చర్ టఫ్ నెస్3.5 MPa•m1/2.ఈవిలువలు వజ్రం విలువలకుకొద్దిగా దగ్గరిగా ఉన్నాయి.2015 లోవజ్రం, క్యూబిక్ బోరాన్ నైట్రైడ్ తరువాత మూడవ కతినమైన/దృఢమైన రసాయన పదార్థంగా గుర్తింపుపొందినది.బోరాన్ కార్బైడ్ అర్ధ వాహకం లక్షణాలు (Semiconductor) కల్గి ఉంది.ఇదిp-రకపు పదార్ధం
తక్కువ ఉష్ణగాహాక గుణం కల్గి ఉంది.ఎక్కువ పెలుసైన పదార్థం.ఎక్కువ కఠినత్వం కల్గిఉన్నది

తయారీ
1899 లో హెన్రి మోఇస్సన్ (Henri Moissan) మొదటిసారిగా సంశ్లేషణ చేసాడు.విద్యుత్తు ఆర్క్ కొలిమిలో లేదా గ్యాస్ కొలిమిలో, కార్బన్ సమక్షంలో కార్బన్ లేదా మాగ్నీషియంతో బోరాన్ ట్రైఆక్సైడ్ ను క్షయించి బోరాన్ కార్బైడ్ ను ఉత్పత్తి చేసాడు.బోరాన్ కార్బైడ్ సంశ్లేషణ/ఉత్పత్తికై కార్బన్ ను ఉపయోగించినపుడు బోరాన్ కార్బైడ్ ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత కన్నఅధికఉష్ణోగ్రతవద్ద రసాయనచర్య జరిగి, అధిక మొత్తంలో కార్బన్ మొనాక్సైడ్ కూడా ఏర్పడును.

  

మాగ్నీషియాన్ని ఉపయోగించి ఉత్పత్తి చేయునపుడు గ్రాఫైట్ కొలిమిలో ఈ సంశ్లేషణ ప్రక్రియను జరుపవచ్చును.ఉపరితలం మీద ఏర్పడు మాగ్నీషియం ఉత్పత్తులను ఆమ్లమును వాడి తొలగించవచ్చు

ఉపయోగాలు
గట్టి దృఢమైన తాళాలుతయారు చేయుటలో
వ్యక్తిగతమరియు క్షిపణి నిరోధకవాహనాల లోహపుపూఁత/కళాయిగాను.
గ్రిట్ బ్లాస్టింగు నాజిల్‌లలో
అధిక వత్తిడి వాటర్ జెట్ కట్టింగు నాజిల్ తయారీలో
గోకుడుగీతలు పడకుండా నిరోధించు, అరుగుదలనిరోధకవిలేపనం/పూతపదార్థాలలో
కట్టింగు టూల్స్, అచ్చులలో (dies) ఉపయోగిస్తారు
పదార్థాలను అరగదీయు గరుకుపదార్థాలను/ఒరపిడి రాయిల (Abrasives) తయారీలో
న్యూక్లియార్ రియాక్టరులలో న్యుట్రాను శోషకంగా
వాహనాల్లో బ్రేకుల్లో బ్రేక్‌లైనింగులో

ఇవికూడా చూడండి
బోరాన్

మూలాలు/ఆధారాలు

రసాయన శాస్త్రం
రసాయన సమ్మేళనాలు
కర్బన సమ్మేళనాలు
బోరాన్ సమ్మేళనాలు