Bor Karbür nedir ve nerelerde kullanılır?

Bor Karbür, pek çok alanda kullanılan önemli bir madendir. 

Bor Karbür, madenden çıkan borun katma değerini işleme yoluyla oluşturulan, yaklaşık 2 bin kata kadar artıran bir teknolojiye verilen addır. Bor Karbür, endüstriyel, savunma sanayi ve nükleer enerji santrallerinde kullanılabilmektedir.

Bor karbürden sertlik değeri yüksek, korozyon çeşitlerine karşı direnci olan, yüksek ısıya dayanıklı, hafif ve sağlam zırhlar üretilmektedir. Bor karbür ileri teknolojik seramik ham maddesidir ve diğer geleneksel zırh malzemeleri ile karşılaştırıldığında %70 civarında hafiflik gösterir. Savunma sanayisinde hafifliğin ön planda olduğu yelek ve helikopter zırhlarında da kullanımı görülmektedir.

Endüstriyel olarak çeliklere sertlik ve aşınmaya karşı direncini arttırması amacıyla, kaynak elektrotlarında aşınmaya karşı direnci arttırması amacıyla, aşındırıcılar ve zımparalarda katkı maddesi olarak kullanılırlar. Bor karbür, demir ve alaşımlı metallerin yüzeylerine difüzyon yardımı ile koruma amaçlı kaplanır. Ayrıca ağır işlerde kullanılmak için çok daha avantajlıdır ve diğer malzemelere göre çok sert yapıdadır.

Nükleer enerji santrallerinde bor karbür, yakıt yükleme çubuğu ve radyasyondan korunmak için kullanılırlar. Nükleer enerjinin önemi ile bor karbürün bu alanda kullanımı da artmaktadır.Nükleer santrallerin boru hatlarında bor alaşımları kullanılır.

BOR NEDİR?

Bor, periyodik tabloda B simgesi ile gösterilen, atom numarası 5, atom ağırlığı 10,81 olan metalle ametal arası yarı iletken özelliğe sahip bir elementtir. Periyodik cetvelin 3A grubunun ilk ve en hafif üyesidir. Temel hal elektron konfigürasyonu 1s2 2s2 2p1,dir.

Bor elementi 8B, 10B, 11B , 12B, 13B izotoplarından oluşmaktadır. En kararlı izotopları 10B ve 11B ,dir. Bu izotopların tabiatta bulunma oranları sırasıyla % 19.1-20.3 ve % 79.7-80.9'dir. 10B izotopu, çok yüksek termal nötron tutma özelliği gösterir. Böylelikle nükleer malzemeler ve nükleer enerji santrallerinde kullanılabilmektedir. Türkiye'de 10B izotop oranı yüksek bor cevher yatakları bulunmaktadır.

Çeşitli metal veya ametal elementlerle yaptığı bileşiklerin gösterdiği farklı özellikler, bor bileşiklerinin birçok endüstride kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Bor, bileşiklerinde metal dışı bileşikler gibi davranır, ancak, farklı olarak saf bor, karbon gibi elektrik iletkenidir. Kristalize bor, görünüm ve optik özellikleri açısından elmasa benzer ve neredeyse elmas kadar serttir.

Borun saf elementi ilk kez, 1808 yılında Fransız kimyager J.L. Gay-Lussac ve Baron L.J. Thenard ile İngiliz kimyager H. Davy tarafından elde edilmiştir.

Bor, biri amorf ve altısı kristalin polimorf olmak üzere, çeşitli allotropik formlarda bulunur. Alfa ve beta rombohedral formlar en çok çalışılmış olan kristalin polimorflarıdır. Alfa rombohedral strüktür 1200 0C'nin üzerinde bozulur ve 1500 0C'de beta rombohedral form oluşur. Amorf form yaklaşık 1000 0C'nin üzerinde beta rombohedrale dönüşür ve her türlü saf bor ergime noktasının üzerinde ısıtılıp tekrar kristalleştirildiğinde beta rombohedral forma dönüşür.

Bor, yerkabuğunda yaygın olarak bulunan 51. elementtir. Bor tabiatta hiçbir zaman serbest halde bulunmaz. Doğada yaklaşık 230 çeşit bor minerali olduğu bilinmektedir. Yaygın olarak bulunan bor minerallerinden bir tanesi bir tür aluminoborosilikat minerali olan ve yapısında %10'a kadar bor içerebilen Turmalin'dir. Ancak, sanayide alkali ve toprak alkali bor mineralleri olan tinkal (Na4B4O2. 10H2O), kernit (Na2B4O7. 4H2O), kolemanit (Ca2B6O11. 5H2O) ve üleksit (NaCaB5O9. 8H2O) kullanılmaktadır. Ticari maden yatakları sınırlı olup en çok Türkiye ve ABD'de bulunmaktadır.

Bor elementinin kimyasal özellikleri morfolojisine ve tane büyüklüğüne bağlıdır. Mikron ebadındaki amorf bor kolaylıkla ve bazen şiddetli olarak reaksiyona girerken kristalin bor kolay reaksiyon vermez. Bor yüksek sıcaklıkta su ile reaksiyona girerek borik asit ve bazı diğer ürünleri oluşturur. Mineral asitleri ile reaksiyonu, konsantrasyona ve sıcaklığa bağlı olarak yavaş veya patlayıcı olabilir ve ana ürün olarak borik asit oluşur.