无压烧结碳化硼项目
可行性研究报告
编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：https://www.doczj.com/doc/0f7187924.html,
高级工程师：高建
关于编制无压烧结碳化硼项目可行性研究
报告编制说明
（模版型）
【立项 批地 融资 招商】
核心提示：
1、本报告为模板形式，客户下载后，可根据报告内容说明，自行修改，补充上自己项目的数据内容，即可完成属于自己，高水准的一份可研报告，从此写报告不在求人。
2、客户可联系我公司，协助编写完成可研报告，可行性研究报告大纲（具体可跟据客户要求进行调整）
编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司
专
业
撰写节能评估报告资金申请报告项目建议书
商业计划书可行性研究报告
目录
第一章总论 (1)
1.1项目概要 (1)
1.1.1项目名称 (1)
1.1.2项目建设单位 (1)
1.1.3项目建设性质 (1)
1.1.4项目建设地点 (1)
1.1.5项目主管部门 (1)
1.1.6项目投资规模 (2)
1.1.7项目建设规模 (2)
1.1.8项目资金来源 (3)
1.1.9项目建设期限 (3)
1.2项目建设单位介绍 (3)
1.3编制依据 (3)
1.4编制原则 (4)
1.5研究范围 (5)
1.6主要经济技术指标 (5)
1.7综合评价 (6)
第二章项目背景及必要性可行性分析 (7)
2.1项目提出背景 (7)
2.2本次建设项目发起缘由 (7)
2.3项目建设必要性分析 (7)
2.3.1促进我国无压烧结碳化硼产业快速发展的需要 (8)
2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8)
2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8)
2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8)
2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9)
2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9)
2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10)
2.4项目可行性分析 (10)
2.4.1政策可行性 (10)
2.4.2市场可行性 (10)
2.4.3技术可行性 (11)
2.4.4管理可行性 (11)
2.4.5财务可行性 (11)
2.5无压烧结碳化硼项目发展概况 (12)
2.5.1已进行的调查研究项目及其成果 (12)
2.5.2试验试制工作情况 (12)
2.5.3厂址初勘和初步测量工作情况 (13)
2.5.4无压烧结碳化硼项目建议书的编制、提出及审批过程 (13)
2.6分析结论 (13)
第三章行业市场分析 (15)
3.1市场调查 (15)
3.1.1拟建项目产出物用途调查 (15)
3.1.2产品现有生产能力调查 (15)
3.1.3产品产量及销售量调查 (16)
3.1.4替代产品调查 (16)
3.1.5产品价格调查 (16)
3.1.6国外市场调查 (17)
3.2市场预测 (17)
3.2.1国内市场需求预测 (17)
3.2.2产品出口或进口替代分析 (18)
3.2.3价格预测 (18)
3.3市场推销战略 (18)
3.3.1推销方式 (19)
3.3.2推销措施 (19)
3.3.3促销价格制度 (19)
3.3.4产品销售费用预测 (20)
3.4产品方案和建设规模 (20)
3.4.1产品方案 (20)
3.4.2建设规模 (20)
3.5产品销售收入预测 (21)
3.6市场分析结论 (21)
第四章项目建设条件 (22)
4.1地理位置选择 (22)
4.2区域投资环境 (23)
4.2.1区域地理位置 (23)
4.2.2区域概况 (23)
4.2.3区域地理气候条件 (24)
4.2.4区域交通运输条件 (24)
4.2.5区域资源概况 (24)
4.2.6区域经济建设 (25)
4.3项目所在工业园区概况 (25)
4.3.1基础设施建设 (25)
4.3.2产业发展概况 (26)
4.3.3园区发展方向 (27)
4.4区域投资环境小结 (28)
第五章总体建设方案 (29)
5.1总图布置原则 (29)
5.2土建方案 (29)
5.2.1总体规划方案 (29)
5.2.2土建工程方案 (30)
5.3主要建设内容 (31)
5.4工程管线布置方案 (32)
5.4.1给排水 (32)
5.4.2供电 (33)
5.5道路设计 (35)
5.6总图运输方案 (36)
5.7土地利用情况 (36)
5.7.1项目用地规划选址 (36)
5.7.2用地规模及用地类型 (36)
第六章产品方案 (38)
6.1产品方案 (38)
6.2产品性能优势 (38)
6.3产品执行标准 (38)
6.4产品生产规模确定 (38)
6.5产品工艺流程 (39)
6.5.1产品工艺方案选择 (39)
6.5.2产品工艺流程 (39)
6.6主要生产车间布置方案 (39)
6.7总平面布置和运输 (40)
6.7.1总平面布置原则 (40)
6.7.2厂内外运输方案 (40)
6.8仓储方案 (40)
第七章原料供应及设备选型 (41)
7.1主要原材料供应 (41)
7.2主要设备选型 (41)
7.2.1设备选型原则 (42)
7.2.2主要设备明细 (43)
第八章节约能源方案 (44)
8.1本项目遵循的合理用能标准及节能设计规范 (44)
8.2建设项目能源消耗种类和数量分析 (44)
8.2.1能源消耗种类 (44)
8.2.2能源消耗数量分析 (44)
8.3项目所在地能源供应状况分析 (45)
8.4主要能耗指标及分析 (45)
8.4.1项目能耗分析 (45)
8.4.2国家能耗指标 (46)
8.5节能措施和节能效果分析 (46)
8.5.1工业节能 (46)
8.5.2电能计量及节能措施 (47)
8.5.3节水措施 (47)
8.5.4建筑节能 (48)
8.5.5企业节能管理 (49)
8.6结论 (49)
第九章环境保护与消防措施 (50)
9.1设计依据及原则 (50)
9.1.1环境保护设计依据 (50)
9.1.2设计原则 (50)
9.2建设地环境条件 (51)
9.3 项目建设和生产对环境的影响 (51)
9.3.1 项目建设对环境的影响 (51)
9.3.2 项目生产过程产生的污染物 (52)
9.4 环境保护措施方案 (53)
9.4.1 项目建设期环保措施 (53)
9.4.2 项目运营期环保措施 (54)
9.4.3环境管理与监测机构 (56)
9.5绿化方案 (56)
9.6消防措施 (56)
9.6.1设计依据 (56)
9.6.2防范措施 (57)
9.6.3消防管理 (58)
9.6.4消防设施及措施 (59)
9.6.5消防措施的预期效果 (59)
第十章劳动安全卫生 (60)
10.1 编制依据 (60)
10.2概况 (60)
10.3 劳动安全 (60)
10.3.1工程消防 (60)
10.3.2防火防爆设计 (61)
10.3.3电气安全与接地 (61)
10.3.4设备防雷及接零保护 (61)
10.3.5抗震设防措施 (62)
10.4劳动卫生 (62)
10.4.1工业卫生设施 (62)
10.4.2防暑降温及冬季采暖 (63)
10.4.3个人卫生 (63)
10.4.4照明 (63)
10.4.5噪声 (63)
10.4.6防烫伤 (63)
10.4.7个人防护 (64)
10.4.8安全教育 (64)
第十一章企业组织机构与劳动定员 (65)
11.1组织机构 (65)
11.2激励和约束机制 (65)
11.3人力资源管理 (66)
11.4劳动定员 (66)
11.5福利待遇 (67)
第十二章项目实施规划 (68)
12.1建设工期的规划 (68)
12.2 建设工期 (68)
12.3实施进度安排 (68)
第十三章投资估算与资金筹措 (69)
13.1投资估算依据 (69)
13.2建设投资估算 (69)
13.3流动资金估算 (70)
13.4资金筹措 (70)
13.5项目投资总额 (70)
13.6资金使用和管理 (73)
第十四章财务及经济评价 (74)
14.1总成本费用估算 (74)
14.1.1基本数据的确立 (74)
14.1.2产品成本 (75)
14.1.3平均产品利润与销售税金 (76)
14.2财务评价 (76)
14.2.1项目投资回收期 (76)
14.2.2项目投资利润率 (77)
14.2.3不确定性分析 (77)
14.3综合效益评价结论 (80)
第十五章风险分析及规避 (82)
15.1项目风险因素 (82)
15.1.1不可抗力因素风险 (82)
15.1.2技术风险 (82)
15.1.3市场风险 (82)
15.1.4资金管理风险 (83)
15.2风险规避对策 (83)
15.2.1不可抗力因素风险规避对策 (83)
15.2.2技术风险规避对策 (83)
15.2.3市场风险规避对策 (83)
15.2.4资金管理风险规避对策 (84)
第十六章招标方案 (85)
16.1招标管理 (85)
16.2招标依据 (85)
16.3招标范围 (85)
16.4招标方式 (86)
16.5招标程序 (86)
16.6评标程序 (87)
16.7发放中标通知书 (87)
16.8招投标书面情况报告备案 (87)
16.9合同备案 (87)
第十七章结论与建议 (89)
17.1结论 (89)
17.2建议 (89)
附表 (90)
附表1 销售收入预测表 (90)
附表2 总成本表 (91)
附表3 外购原材料表 (93)
附表4 外购燃料及动力费表 (94)
附表5 工资及福利表 (96)
附表6 利润与利润分配表 (97)
附表7 固定资产折旧费用表 (98)
附表8 无形资产及递延资产摊销表 (99)
附表9 流动资金估算表 (100)
附表10 资产负债表 (102)
附表11 资本金现金流量表 (103)
附表12 财务计划现金流量表 (105)
附表13 项目投资现金量表 (107)
附表14 借款偿还计划表 (109)
(113)
第一章总论
总论作为可行性研究报告的首章，要综合叙述研究报告中各章节的主要问题和研究结论，并对项目的可行与否提出最终建议，为可行性研究的审批提供方便。总论章可根据项目的具体条件，参照下列内容编写。（本文档当前的正文文字都是告诉我们在该处应该写些什么，当您按要求写出后，这些说明文字的作用完成，就可以删除了。编者注）
1.1项目概要
1.1.1项目名称
企业或工程的全称，应和项目建议书所列的名称一致
1.1.2项目建设单位
承办单位系指负责项目筹建工作的单位，应注明单位的全称和总负责人
1.1.3项目建设性质
新建或技改项目
1.1.4项目建设地点
XXXX工业园区
1.1.5项目主管部门
注明项目所属的主管部门。或所属集团、公司的名称。中外合资项目应注明投资各方所属部门。集团或公司的名称、地址及法人代表的姓名、国籍。
1.1.6项目投资规模
本次项目的总投资为XXX万元，其中，建设投资为XX万元（土建工程为XXX万元，设备及安装投资XXX万元，土地费用XXX万元，其他费用为XX万元，预备费XX万元），铺底流动资金为XX万元。
本次项目建成后可实现年均销售收入为XX万元，年均利润总额XX 万元，年均净利润XX万元，年上缴税金及附加为XX万元，年增值税为XX万元；投资利润率为XX%，投资利税率XX%，税后财务内部收益率XX%，税后投资回收期(含建设期)为5.47年。
1.1.7项目建设规模
主要产品及副产品品种和产量，案例如下：
本次“无压烧结碳化硼产业项目”建成后主要生产产品：无压烧结碳化硼达产年设计生产能力为：年产无压烧结碳化硼产品XXX(产量)。
项目总占地面积XX亩，总建筑面积XXX.00平方米；主要建设内容及规模如下：
主要建筑物、构筑物一览表
工程类别工段名称层数占地面积（m2）建筑面积（m2）
1、主要生产系统生产车间1 1 生产车间2 1 生产车间3 1 生产车间4 1 原料库房 1 成品库房 1
2、辅助生产系统
办公综合楼8 技术研发中心 4 倒班宿舍、食堂 5 供配电站及门卫室 1 其他配套建筑工程 1
合计
行政办公及生活设施占地面积
3、辅助设施道路及停车场 1 绿化 1
1.1.8项目资金来源
本次项目总投资资金XX.00万元人民币，其中由项目企业自筹资金XX.00万元，申请银行贷款XX.00万元。
1.1.9项目建设期限
本次项目建设期从2014年XX月至2015年XX月，工程建设工期为XX个月。
1.2项目建设单位介绍
项目公司简介
1.3编制依据
在可行性研究中作为依据的法规、文件、资料、要列出名称、来源、发布日期。并将其中必要的部分全文附后，作为可行性研究报告的附件，这些法规、文件、资料大致可分为四个部分：
项目主管部门对项目的建设要求所下达的指令性文件；对项目承办单位或可行性研究单位的请示报告的批复文件。
可行性研究开始前已经形成的工作成果及文件。
国家和拟建地区的工业建设政策、法令和法规。
根据项目需要进行调查和收集的设计基础资料。
案例如下：
1.《中华人民共和国国民经济和社会发展“十二五”规划纲要》；
2.《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》；
3.《产业“十二五”发展规划》；
4.《本省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》；
5.《国家战略性新兴产业“十二五”发展规划》；
6.《国家产业结构调整指导目录（2011年本）》；
7.《建设项目经济评价方法与参数及使用手册》（第三版）；
8.《工业可行性研究编制手册》；
9.《现代财务会计》；
10.《工业投资项目评价与决策》；
11.项目公司提供的发展规划、有关资料及相关数据；
12.国家公布的相关设备及施工标准。
1.4编制原则
（1）充分利用企业现有基础设施条件，将该企业现有条件（设备、场地等）均纳入到设计方案，合理调整，以减少重复投资。
（2）坚持技术、设备的先进性、适用性、合理性、经济性的原则，采用国内最先进的产品生产技术，设备选用国内最先进的，确保产品的质量，以达到企业的高效益。
（3）认真贯彻执行国家基本建设的各项方针、政策和有关规定，执行国家及各部委颁发的现行标准和规范。
（4）设计中尽一切努力节能降耗，节约用水，提高能源的重复利用率。
（5）注重环境保护，在建设过程中采用行之有效的环境综合治理措施。
（6）注重劳动安全和卫生，设计文件应符合国家有关劳动安全、劳动卫生及消防等标准和规范要求。
1.5研究范围
本研究报告对企业现状和项目建设的可行性、必要性及承办条件进行了调查、分析和论证；对产品的市场需求情况进行了重点分析和预测，确定了本项目的产品生产纲领；对加强环境保护、节约能源等方面提出了建设措施、意见和建议；对工程投资、产品成本和经济效益等进行计算分析并作出总的评价；对项目建设及运营中出现风险因素作出分析，重点阐述规避对策。
1.6主要经济技术指标
项目主要经济技术指标表
序号项目名称单位数据和指标
一主要指标
1 总占地面积亩
2 总建筑面积㎡
3 道路㎡
4 绿化面积㎡
5 总投资资金，其中：万元
建筑工程万元
设备及安装费用万元
土地费用万元
二主要数据
1 达产年年产值万元
2 年均销售收入万元
3 年平均利润总额万元
4 年均净利润万元
5 年销售税金及附加万元
6 年均增值税万元
7 年均所得税万元
8 项目定员人
9 建设期月
三主要评价指标
1 项目投资利润率% 29.80%
2 项目投资利税率% 40.55%
3 税后财务内部收益率% 18.97%
4 税前财务内部收益率% 26.51%
5 税后财务静现值(ic=10%)万元
6 税前财务静现值(ic=10%)万元
7 投资回收期(税后)含建设期年 5.47
8 投资回收期(税前)含建设期年 4.36
9 盈亏平衡点% 45.18%
1.7综合评价
本项目重点研究“无压烧结碳化硼产业项目”的设计与建设，项目的建设将充分利用现有人才资源、技术资源、经验积累等，逐步在项目当地形成以市场为导向的规模化无压烧结碳化硼生产基地，以研发和生产无压烧结碳化硼为主，以满足当前市场的极大需求，进而增强企业的市场竞争力和发展后劲，并推动我国无压烧结碳化硼事业的发展进程。
项目的实施符合我国相关产业发展政策，是推动我国无压烧结碳化硼行业持续快速健康发展的重要举措，符合我国国民经济可持续发展的战略目标。项目将带动当地就业，增加当地利税，带动当地经济发展。项目建设还将形成产业集群，拉大产业链条，对项目建设地乃至中国的经济发展起到很大的促进作用。因此，本项目的建设不仅会给项目企业带来更好的经济效益，还具有很强的社会效益。
所以，本项目建设十分可行。
第二章项目背景及必要性可行性分析这一部分主要应说明项目的发起过程、提出的理由、前期工作的发展过程、投资者的意向、投资的必要性等可行性研究的工作基础。为此，需将项目的提出背景与发展概况作系统地叙述。说明项目提出的背景、投资理由、在可行性研究前已经进行的工作情况及其成果、重要问题的决策和决策过程等情况。在叙述项目发展概况的同时，应能清楚地提示出本项目可行性研究的重点和问题。
2.1项目提出背景
说明国家有关的产业政策、技术政策、分析项目是否符合这些宏观经济要求。
2.2本次建设项目发起缘由
写明项目发起单位或发起人的全称。如为中外合资项目，则要分别列出各方法人代表、注册国家、地址等详细情况。
提出项目的理由及投资意向，如资源丰富、产品市场前景好、出口换汇、该类产品可取得的优惠政策、利用现有的基础设施等。
2.3项目建设必要性分析
一般从企业本身所获得的经济效益及项目对宏观经济、对社会发展所产生的影响两方面来说明投资的必要性。包括下面这些内容。
企业获得的利润情况。
企业可以提高产品质量，加强市场竞争力。
扩大生产能力，改变产品结构。
采用新工艺，节约能源，减少环境污染，提高劳动生产率。
产品进入国际市场的优越条件和竞争力。
对当地经济、社会发展的积极影响。包括增加税收、提高就业率、提高科技水平等。
2.3.1促进我国无压烧结碳化硼产业快速发展的需要
2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措
“十二五”时期是全球战略性新兴产业的孕育和爆发期，是高新技术产业的新一轮高速增长期，项目建设地早已开始着力推进传统产业高技术化、发展技术密集型产业，大力培育战略性新兴产业，为推动经济发展提供有力支撑。
高新技术产业引领发展方式转变的示范作用日益突出。该项目的建设将对当地进一步加强科技创新并不断调整优化产业结构起到积极作用，将大力发展低消耗、低排放、高效益的高新技术产业，着力改造提升传统支柱产业，着眼市场需求和产业发展方向，研发具有自主知识产权和市场竞争力的重大战略产品，提升重点产业的核心竞争力，推进节能减排和环境保护，为当地经济社会发展方式转变发挥示范带头作用。
2.3.3满足我国的工业发展需求的需要
2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求
本次“无压烧结碳化硼产业项目”符合现行产业政策和地方发展规划。项目建设采用了先进的工艺技术和设备，符合清洁生产要求，各项污染物
能够达标排放，污染物排放总量控制方案符合当地环保要求，区域环境质量影响不大，环境风险可以接受。拟建项目将严格执行“三同时”制度、严格落实本报告书提出的各项环保措施。
2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要
随着近年来我国无压烧结碳化硼行业的蓬勃发展，项目企业依托当地得天独厚的条件开发优势资源，深挖潜力提升项目产品的生产技术水平，本次“无压烧结碳化硼产业项目”将充分发挥技术领先优势与人才优势，通过企业技术改造提升技术水平，购置先进的技术装备，采用规模化生产经营，提升企业市场竞争力，充分利用本地资源，以研发和生产无压烧结碳化硼为主，促进企业可持续性发展，有助于企业做大做强无压烧结碳化硼产品的生产主业，延伸企业产业链条，促进产业集群发展方面实现突破。通过本次项目的实施，项目公司将获得较大的经济效益和社会效益，还将带动当地高新技术产业的进一步突破，促进当地国民经济的可持续发展。
另外，本次项目建成后还将大力引进国内外最先进的生产设备，建设设施完善的现代化车间，此举是项目公司长远战略规划中极为重要的一环，关系着企业未来的发展能量，因此本次项目的提出适时且必要。
2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要
本项目除少数管理人员和关键岗位技术人员由企业解决外，新增员工均由当地招工解决，项目建成后，将为当地提供大量就业机会，吸收下岗职工与闲置人口再就业，可促进当地经济和谐发展；此外，项目的实施可带动相关行业上下游产业的发展，为提高我国综合国力产生巨大而深远影响，对于搞活国民经济、增加国民收入、提高国民生活水平有着非常重要的意义。
2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要
本项目正式运营后，可实现年均销售收入为XX万元，年均利润总额XX万元，年均净利润XX万元，年上缴税金及附加为XX万元，年增值税为XX万元；年可上缴所得税XX万元。投资利润率为29.80%，投资利税率40.55%。因此，项目的实施每年可为当地增加XX万元税金，可有效促进当地经济发展进程。
综合以上因素，本项目建设十分必要。
2.4项目可行性分析
2.4.1政策可行性
实现高速发展提供了良好契机，为当地高新技术产业发展争取国家优惠政策、项目、资金等的支持带来新的机遇。
在国家及项目当地政策的倾斜和政府的大力扶持下，科技、资本、人才等资源将得到进一步整合，从而为该项目创造了良好的政策环境。因此，本项目属于国家鼓励支持发展项目，符合国家大力发展产业链的战略部署，项目建设具备政策可行性。
2.4.2市场可行性
本项目完成后，将提高我国无压烧结碳化硼母材及精铸件的技术研究水平，推进先进技术的产业化，有力的推动我国无压烧结碳化硼事业的发展，创造出巨大的经济效益和社会效益。“十二五”时期，伴随着政策、技术和渠道逐步成熟，无压烧结碳化硼材料产业将进入一个全新的发展高峰时期，因而看好整个行业的发展前景。这也充分说明该项目发展具备市场可行性。
2.4.3技术可行性
项目公司拥有一支作业技术纯熟、诚实敬业、年富力强、精干高效的技术人员和生产工人队伍，从而为公司的稳健高效发展奠定了雄厚的基础。项目产品技术及质量均达到国内领先水平，产品适合中国的国情，适销对路。同时，项目公司还将着重对项目产品的生产技术进行研发，结合当前无压烧结碳化硼材料市场需求，不断提高产品生产技术水平。因此，本项目建设在技术上可行。
目前，项目公司已做了大量前期准备工作，同时拥有国内一流的技术队伍，资金实力及人才优势较强。项目公司将根据项目发展需要，整合国内优势资源和研究力量，建设一条国内特种功能材料（一期工程主要包括无压烧结碳化硼）重要生产线，将迁安市打造成河北省乃至国家高科技产业基地。本次项目建成后将紧跟国内国际先进技术发展脚步，不断缩短技术更新周期，对生产各环节进行全程质量控制，确保本项目技术水平的先进地位。
2.4.4管理可行性
项目公司为实现跨越发展，公司坚持“技术领先，管理高效”的指导思想，不断加快企业科技开发步伐，提升公司管理水平。
本项目将根据项目建设的实际需要，专门组建机构及经营队伍，负责项目规划、立项、设计、组织和实施。在经营管理方面将制定行之有效的各种企业管理制度和人才激励制度，确保本项目按照现代化方式运作。2.4.5财务可行性
经计算，本项目各项财务盈利能力指标较好；财务生存能力分析显示企业有一定的财务生存能力；不确定性分析显示本项目具有一定的抗风险
核 动 力 工 程 Nuclear Power Engineering 第33卷 增刊2 2012年 12月 Vo l.33. S 2 D e c. 2012 文章编号：0258-0926(2012)S2-0110-05 碳化硼粉末的制备方法 李 蓓1，简 敏2，王美玲2，付道贵2，邹从沛2 1. 中国核动力研究设计院科学技术处，成都，610041； 2. 中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室，成都，610041 摘要：目前制备碳化硼（B 4C ）的方法主要有碳热还原法、直接合成法、自蔓延高温合成法、机械化学法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法和溶剂热还原法。本文概述制备B 4C 方法的主要特点和最新的研究进展。 关键词：碳化硼；制备方法；研究进展 中图分类号：TQ174.75+ 8.12 文献标志码：A 1 引 言 碳化硼（B 4C ）是一种高强度、高性能中子吸收材料，具有硬度高、熔点高、密度低、较好的化学惰性、优良的热学和电学性能等优点，在航空航天、军工防护、核电厂、机械和化工领域有着广泛的用途[1~2]。 我国是世界上最大的B 4C 生产国和出口国，如何提高B 4C 的品质是材料工作者比较关心的热点问题。本文概述了目前B 4C 粉末制备的主要方法及其国内外最新的研究动态，为制备高性能B 4C 粉末提供一定的参考。 2 制备方法 2.1 碳热还原法 碳热还原法通常用硼酸或硼酐为原料，碳为还原剂，在电弧炉中进行高温还原反应。该方法是目前国内外制备工业B 4C 的主要方法，通常是大批量生产的首选。由于电弧温度高，炉区温差大，炉区中心部位温度可能超过B 4C 的熔点，使其发生包晶分解，析出自由碳和其它高硼化合物，而远离中心区温度偏低，反应进行不完全，残留有B 2O 3和C 等。 因此，制得的B 4C 粉末粒度较大，且杂质含量一般较高，通常还要经过球磨或其他的粉碎方式来制备烧结所需要的B 4C 粉末，因此常常伴随着酸洗等工艺步骤，使得制备的过程比较复杂，且产物的纯度不高。 2.2 直接合成法 直接合成法通常是将碳粉和硼粉进行充分混合后，压制成小球，在温度高于1500℃的真空或惰性气氛条件下进行反应来制备B 4C 。 直接合成法制备的B 4C 粉末纯度较高，并且反应中B/C 比容易控制，但用于直接合成法的原料单质硼的制备工艺相对复杂且成本较高。此方法过去仅在制备超纯或浓缩B 4C 方面应用较多。近年来，直接合成法用于超细B 4C 的制备得到了较快发展，很多材料制备的新方法也被用于这个过程。Yamada [3]以无定形硼粉和碳粉为原 料，将冲击波技术应用到反应体系中，制备的B 4C 粒度小于1μm ；Romos 等人[4]将机械合金化法（MA ）用于直接合成法中，硼粉与碳粉的混合物在经过90 h 的高能球磨之后，制备得到的B 4C 粉末粒度小于1μm ；Umberto 等人[5]用放电等离子法制备95%致密度的B 4C ；Heian 等人[6]用无定形硼粉和4种不同的碳粉为原料，结合MA 和等离子放电烧结的方法，实现了B 4C 粉末的制备和致密化。 2.3 自蔓延高温合成法 自蔓延高温合成法（SHS ）与传统的碳热还原法相比，反应温度较低，当体系达到一定的温度后，仅靠反应放出的热量即可使反应进行下去，并且合成出的B 4C 粉末纯度较高且原始粉末粒度较细，一般不需要再破碎处理。在自蔓延高温合成B 4C 的过程中，用得最多的还原金属为Mg [7~9]，所以SHS 经常又被称作镁热还原法，近年来Al [10]、 收稿日期：2012-12-11；修回日期：2012-12-24 基金项目：反应堆燃料及材料重点实验室运行基金（ZK111）；中国核动力研究设计院青年基金（ZDSY-ZSYX-11-11-001-08）
防弹陶瓷碳化硼的介绍 近四五十年来，随着科学技术的发展，原子能、火箭、燃气轮机等技术领域对材料提出了更高的要求，迫切需要比耐热合金更能承受高温、比普通陶瓷更能抵御化学腐蚀的材料。而某些陶瓷因为能满足这些要求，因此，这类陶瓷得到了迅速的发展。这些新发展起来的陶瓷，无论从原料、工艺或性能上均与传统陶瓷有很大的差异，被称为特种陶瓷。由于特种陶瓷具有许多独特的性能，潜力很大。而且制作特种陶瓷的主要原料在地球上储量丰富，价格便宜，容易得到。近20年来，各主要工业国家都十分注重特种陶瓷的开发和研究，形成世界性的“陶瓷热”，并取得了很大的进展。所以，特种陶瓷被誉为“万能陶瓷”，是21世纪最有发展前景的重要新材料之一。 碳化硼就是一种有着许多优良性能的重要特种陶瓷。碳化硼最早是在1858年被发现的，然后英国的Joly于1883年、法国的Moissan于1894年分别制备和认定了B3C、B6C。化学计量分子式为B4C的化合物直到1934年才被认知。随后，俄国学者提出了许多不同的碳－硼化合物分子式，但这些分子式未能得到确认。事实上，由B－C相图可以知道，碳－硼化合物有一个从B4.0C到B10.5C的很宽的均相区，在这个均相区内的物质习惯上通称为碳化硼，从20世纪50年代起，人们对碳化硼，尤其是对其结构、性能进行了大量的研究，取得了许多研究成果，推动了碳化硼制备和应用技术的长足发展。由于碳化硼具有其它材料不可比拟的优异性能，人们对碳化硼陶瓷的研究深度与力度不断加大，除高纯度、超细碳化硼粉体合成新方法不断涌现外，人们更多地致力于开展先进实用的成型工艺及烧结工艺技术研究，以使碳化硼制品能够在某些高技术领域实用化并进一步工业化生产。
碳化硼特性 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
碳化硼特性 B 4 C 具有高熔点、高硬度、低密度等优良性能，并具有良好的中子吸收能力 和抗化学侵蚀能力，因而广泛应用于耐火材料、工程陶瓷、核工业、宇航等领域。化学计量分子式为 B 4C,碳化硼存在许多同分异构体,含碳量从8％-20％,最 稳定的碳化硼结构是具有斜方六面体结构的B 13C 2 、B 13C 3、B 4C 和其它接近于B 13C 3的相。碳化硼斜方六面体结构中包括12个二十面的原子团簇，这些原子团簇通过共价键相互连接，并在斜方六面体的对角线上有一个三原子链。多硼的十二面体结构位于斜方六面体的顶点。硼原子和碳原子可以在二十面体和原子链上互相替代 ，这也是碳化硼具有如此多的同分异构体的主要原因。正因为碳化硼的特殊结构，使之有很多优 良的物理、机械性能。 碳化硼最重要的性能在于其超常的硬度(莫氏硬度为，显微硬度为55GPa-67G Pa)，是最理想的高温耐磨材料；碳化硼密度很小，是陶瓷材料中最轻的，可用于航天航空领域；碳化硼的中子吸收能力很强，相对于纯元素B 和Cd 来说，造价低、耐腐蚀性好、热稳定性好，广泛用于核工业，碳化硼中子吸收能力还可以通过添加B 元素而进一步改善；碳化硼的化学性能优良，在常温下不与酸、碱和大多数无机化合物反应，仅在氢氟酸一硫酸、氢氟酸一硝酸混合物中有缓慢的腐蚀，是化学性质最稳定的化合物之一；碳化硼还具有高熔点、高弹性模量、低膨胀系数和良好的氧气吸收能力等优点。 不可否认，相对于其它陶瓷材料而言，碳化硼的强度和韧性略显偏低，尤其是断裂韧性低，影响了该材料的可靠性和应用性。但是可利用晶粒细化，相变韧化，相复合等多种手段使碳化 硼材料强韧化。众所周知，碳化硼的烧结温度过高、抗氧化能力差以及对金属的稳定性
碳化硼原料(石墨） 石墨种类有很多，主要分天然的和人造的，天然的就是在地下经过变动造成的环境将含碳的物质石墨化，主要有：鳞片石墨，蠕状石墨，不定型石墨等。 人造石墨：是人为的将含碳物质进行石墨化而成的产品。 石墨质软，黑灰色；有油腻感，石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。结晶形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途。工业上，根据结晶形态不同，将天然石墨分为三类。 1．致密结晶状石墨 致密结晶状石墨又叫块状石墨。此类石墨结晶明显晶体肉眼可见。颗粒直径大于0．1毫米。晶体排列杂乱无章，呈致密块状构造。这种：石墨的特点是品位很高，一般含碳量为60～65％，有时达80～98％，但其可塑性和滑腻性不如鳞片石墨好。 2．鳞片石墨 石墨晶体呈鳞片状；这是在高强度的压力下变质而成的，有大鳞片和细鳞片之分。此类石墨矿石的特点是品位不高，一般在2～3％，或10～25％之间。是自然界中可浮性最好的矿石之一，经过多磨多选可得高品位石墨精矿。这类石墨的可浮性、润滑性、可塑性均比其他类型石墨优越；因此它的工业价值最大。 3．隐晶质石墨 隐品质石墨又称非晶质石墨或土状石墨，这种石墨的晶体直径一般小于1微米，是微晶石墨的集合体，只有在电子显微镜下才能见到晶形。此类石墨的特点是表面呈土状，缺乏光泽，润滑性也差。品位较高。一般的60～80％。少数高达90％以上。矿石可选性较差。 石墨由于其特殊结构，而具有如下特殊性质： 1）耐高温型：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。 2）导电、导热性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷. 3）润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好。 4）化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。 5）可塑性：石墨的韧性好，可年成很薄的薄片。 6）抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。 另外要说明的石墨是碳的一种形态，它的层间距是可以被压缩的，石墨密封材料就是用石墨压制而成，它压缩了层间距，同时形态也发生改变，一般采用天然的可膨胀石墨加工制成。 钻石也是碳的一种形态，它与石墨之间的差别就是纯度，层间距和碳原子排列。
六方氮化硼（HBN）陶瓷的性质和用途 六方氮化硼是使用最普遍的氮化硼形态，为松散、润滑、易潮湿的白色粉末，真密度 2.29g/cm 3.，和石墨的晶体结构比较相近，为类似石墨的层状结构。 机械性能上，HBN是一种软性材料，莫氏硬度2，机械强度低但比石墨高。由于BN晶体的 类石墨层状结构，由片状晶体热压成型的致密HBN瓷体具有一定程度的定向排列，这种微 观组织使HBN制品的某些性能具有较明显的各向异性特性。热压HBN的机械性能在平行 于受压方向的强度比垂直于受压方向的强度大（见表1）。 表 1 HBN陶瓷的机械强度及其与石墨和Al2O3的对比 HBN 石墨Al2O3 平行方向垂直方向 抗压强度/MPa 315 238 35~80 1200~1900 抗弯强度/MPa 60~80 40~50 15~25 220~350 六方氮化硼热膨胀系数低，热导率高，所以抗热震性优良，在1200~20℃循环数百次也不破坏。无明显熔点，在0.1MPa氮气中于3000℃升华。在氮气气氛中最高使用温度2800℃， 在氧气气氛中的稳定性较差，使用温度900℃以下。表2为HBN和几种低热膨胀系数陶瓷 性能的比较。从表中可以看出，HBN的热膨胀系数相当于石英，但其热导率却为石英的10倍。 表2 HBN和其它材料的热性能 HBN BeO Al2O3滑石瓷ZrO2石英玻璃氟树脂 最高使用温度/℃900（氧气） 2800（氮气） 2000 1750 1100 2000 130 25 热导率[(w/m.k)] 25.1 255.4 25.1 2.51 2.09 1.67~4.19
六方氮化硼是热的良导体，又是典型的电绝缘体。常温电导率可达1016~1018Ω. cm ，即使在 1000℃，电阻率仍有1014~106Ω. cm 。HBN 的介电常数3~5。，介电损耗为（2~8）×10-4，击穿强度为Al 2O 3的两倍，达30~40kV/mm 。 HBN 有优良的化学稳定性。对大多数金属熔体，如钢、不锈钢、Al 、Fe 、Ge 、Bi 、Cu 、Sb 、Sn 、In 、Cd 、Ni 、Zn 等既不润湿又不发生作用。因此，可用作高温热电偶保护套，熔化金属的坩埚、器皿、输送液体金属的管道，泵零件、铸钢的模具以及高温电绝缘材料等。 六方氮化硼（HBN ）具有较高的热导率、低的介电常数和介电损耗、可靠的电绝缘性能、低的热膨胀系数、良好的抗热震性能、优异的加工性能、对大多数金属不浸润、质轻、透微波和红外线、非常高的耐热性等优异性能，是一种重要的宇航材料，在运载火箭、飞船、导弹、卫星等飞行器无线电系统中得到了广泛应用。 热膨胀系数/10-6℃-1 0.7（⊥） 7.5（∥） 7.8 8.6 8.7 10.0 6.5
含硼聚合物的制备及其在碳化硼制备中的应用碳化硼是一种新型的特种陶瓷材料,具有比重小、硬度高、中子吸收能力强和化学稳定性好等优良特性。在耐磨喷嘴,核反应堆的屏蔽材料,轻质防弹装甲等领域有广泛应用。 在工业上,用来合成碳化硼粉末的方法是碳热还原法。但该方法存在温度高(一般高于2000℃)、能耗大、产品纯度低,环境污染严重等问题。 因此,研究开发一种低成本、低能耗的制备碳化硼粉体的方法十分必要。本文分别以硼酸和甘油为硼源和碳源,乙二醇为改进剂,经过酯化反应、低温裂解和高温还原合成碳化硼粉末。 采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)、能谱分析(EDS)和粒度分析等表征方法对有机前驱体、裂解产物和最终产物进行表征。探讨了乙二醇的添加量、裂解温度、还原温度和时间对碳化硼的纯度、粒度的影响。 研究结果表明:在酯化反应过程中,乙二醇可以促进有机前驱体的生成。当硼酸和甘油摩尔比为1:1,乙二醇的添加量为20%,酯化反应温度为150℃,反应时间为3h时,有机前驱体的产率最大为56.3%。 对制备碳化硼的低温裂解过程进行研究,结果表明:以有机前驱体为低温裂解原料时,经过两次低温裂解与两次研磨工艺后可以得到具有三维网状结构的裂解产物,其主要成分为游离碳和B2O3。随着第二次裂解温度的升高,产物中游离碳和B2O3的摩尔比逐渐减小。 适宜的第二次裂解反应温度为650℃。对制备碳化硼的高温还原过程进行研究,结果表明:以裂解产物为高温还原原料时,还原温度越高,还原时间越长,越有
利于碳化硼的生成。 在高纯氩气保护下,当还原温度为1475℃,还原时间为2.5h时,合成的碳化硼粉末的纯度最高约98.29%,呈规则的六棱形块状结构,粒度分布均匀,平均粒径为3.089μm。
碳化硼 科技名词定义 中文名称：碳化硼 英文名称：boron carbide 定义：以碳化硼为主体的磨料。 应用学科： 机械工程（一级学科）；磨料磨具（二级学科）；磨料（三级学科） 百科名片 碳化硼（boron carbide ），又名一碳化四硼，分子式为B4C，通常为灰黑色粉末。俗称人造金刚石，是一种有很高硬度的硼化物。与酸、碱溶液不起反应，容易制造而且价格相对便宜。广泛应用于硬质材料的磨削、研磨、钻孔等。 目录 1简介管制信息 1名称 1化学式 1相对分子质量 1性状 1储存 1用途 1质检信息质检项目指标值 理化常数 物理化学性质 制备 1应用控制核裂变 1研磨材料 1涂层涂料 1喷嘴 1其他 包装及储存 简介 管制信息 本品不受管制
名称 中文名称：碳化硼英文别名：Boroncarbide，Tetraboroncarbide 化学式 B4C 相对分子质量 55.26 性状 坚硬黑色有光泽晶体。硬度比工业金刚石低，但比碳化硅高。与大多数陶器相比，易碎性较低。具有大的热能中子俘获截面。抗化学作用强。不受热氟化氢和硝酸的侵蚀。溶于熔化的碱中，不溶于水和酸。相对密度(d204)2.508～2.512。熔点2350℃。沸点3500℃。 储存 密封保存。 用途 防化学品陶器、耐磨工具制造。 质检信息质检项目指标值 质检项目项目指标值 含量(B4C) ≥90.0% 游离炭及三氧化二硼和其它杂质总量≤10.0% 理化常数 名称；碳化硼 IUPAC英文名Boron carbide 别名B4-C、B4C、黑钻石、一碳化四硼 CAS号12069-32-8 化学式B4C 摩尔质量55.255 g mol 外观黑色粉状 密度 2.52 g/cm （固） 熔点2350 °C (2623.15 K)
碳化硼陶瓷的制备 1 碳化硼陶瓷的制备方法 1.1 碳化硼粉末的合成 根据合成碳化硼粉末所采用的反应原理、原料及设备的不同，碳化硼粉末的工业制取方法主要有高温自蔓延合成法（SHS）和碳管炉、电弧炉碳热还原法，近年来还出现了激光化学气相反应法、溶胶－凝胶碳热还原法等。 1.1.1 碳管炉、电弧炉碳热还原法 这是合成碳化硼粉末最常用的方法，早在化学计量的B4C被确定（1934年）后不久，电炉生产工业碳化硼的研究即取得成功，碳化硼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入高温设备，例如碳管炉或电弧炉中，通以保护气体或N2在一定温度下合成碳化硼粉末，基本的化学方程式为： 2B2O3(4H3BO3)+7C=B4C+6CO2(g)+6H2O(g) 这种方法的优点是：设备结构简单、占地面积小、建成速度快、工艺操作成熟、稳定。但该法也有较大的缺陷，包括能耗大、生产能力较低、高温下对炉体的损坏严重，尤其是合成的原始粉末平均粒径大（20～40μｍ），作为烧结碳化硼的原料还需要大量的破碎处理工序，大大增加了生产成本。 1.1.2 自蔓延高温合成法 自蔓延高温合成法（SHS）是利用化合物合成时的反应热，使反应进行下去的一种工艺方法。由前苏联物理化学研究所的MerzhahovG，BorovlnskayaLp发明，并成功制备了多种高纯度的陶瓷粉末，例如 B4C、BN等。由于此法制备碳化硼时多以镁作为助熔剂，故又称镁热法。与其他方法相比，具有反应温。度较低（1273～1473K）、节约能源、反应迅速及容易控制等优点，所以合成的碳化硼粉的纯度较高且原始粉末粒度较细（0.1～4μｍ），一般不需要破碎处理，是目前合成碳化硼粉的较佳方法，缺点是反应物中残留的MgO必须通过附加的工艺洗去，且极难彻底除去。 1.1.3 激光诱导化学气相沉积法 激光诱导化学气相沉积法（LICVD）是利用反应气体分子对特定波长激光束的吸收而产生热分解或化学反应，经成核生长形成超细粉末。1.1.4 溶胶－凝胶碳热还原法 溶胶－凝胶法（sol-gel）是指无机物或金属醇盐经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理合成化合物的方法。由于提供硼源的硼化物很难与其他无机物或有机物形成凝胶，故用此法合成碳化的报道较少。
碳化硼陶瓷参数整理 一、物理性能 密度：2.52g/cm3 熔点：2450℃ 沸点：3500℃ 显微硬度：4980kg/mm2 显微硬度：55GPa~67GPa 莫氏硬度：9.36 弹性模量：450GPa 抗弯强度：≥400MPa 二、碳化硼粉体制备 1、硼碳元素直接合成法 将纯硼粉和石焦油(或其他碳粉)按化学计量比B/C约为4:1配制，均匀混合，在真空或保护气氛下加热至1700℃~2100℃混合物发生反应生成B4C。 4B+C→B4C。 生产效率低下，不适合工业化生产。 2、硼酐干碳热还原法 工业上一般采用碳还原硼酸(或硼酐)的方法制备B4C。将硼酐或硼酸碳混合均匀，在电弧炉中加热至1700℃~2300℃合成。 2H3BO3→B2O3+3H2O 2B2O3+7C→B4C+6CO 3、自蔓延高温合成法(SHS) 自蔓延高温合成法是利用化合物合成时自身产生的反应热，使反应持续进行下去的一种工艺。由于采用此法制各碳化硼时以镁作为助熔剂，因而得名“镁热法”。将碳粉、B2O3和镁粉混合均匀，在1000℃~1200℃按下式进行反应: 2B2O3+6Mg+C→B4C+6MgO 4、激光诱导化学气相沉积法(LICVD) 以含有碳源及硼源的气体(BCl3,B2H6,CHCl3,CH4等)为原料，在激光辐照的条件下，混合气体之间发生反应生成B4C纳米颗粒，经过一定的处理后可以得到具有较高纯度的碳化硼纳米粉。
三、碳化硼陶瓷制备 1、常压烧结 序号添加剂B4C粒度烧结温度产品性能 1碳4wt%时在2150℃和下常压下 烧结 获得95％的相对密度 2Al、Mg或TiB2 加5-10wt.％ 在2150~2250℃致密度达到99% 3Al2O3；加3wt.%于2150℃下 保温15分钟 到理论密度的96％，平 均晶粒尺寸约为7μm， 4 亚微米TiO2(添加量 10-30wt.%)和碳粉 (添加量1-6wt.%)， 粒径为0.63μm的 B4C粉 1900-2050℃温度下常 压烧结，保温1h， 致密度达到99%以上的 B4C-TiB2复相陶瓷， 材料的抗弯强度和断裂 韧性分别达到513MPa 和 3.71MPa·m1/2 B4C的无压烧结可制备形状复杂制品，但往往造成晶粒过度生长且含有3-7Vol.%的气孔率，因此材料 的强度和韧性偏低(σf IC≤3MPa·m1/2)。而采用热压烧结技术，可获得致密度更高和力学性能更好的B4C陶瓷。 2、热压烧结 序号添加剂B4C粒度烧结温度及压力产品性能 1/平均粒径为1.21μm 的B4C粉末和 自由碳含量为 3.13wt.%， 热压压力和温度分别为 30-35MPa和 2000-2100℃时 B4C烧结体的相对 密度为92-98%，晶粒尺 寸为3-5μm，抗弯强度 为400-500MPa 2Al2O3添加量为 3-5vol.%， 为1.3μm的B4C粉 末 在2000℃和30MPa压 力下烧结，保温1h 烧结致密度达到98%以 弯曲强度约550MPa， 韧性3.8MPa·m1/2 3 4 3、热等静压烧结 采用热等静压(HIP)烧结碳化硼，可无需添加剂而达到致密化，并且获得细晶显微结构和高的弯曲强度。成功地采用特殊氧化硼玻璃包套填充亚微米级纯B4C粉，于1700℃以上，200MPa压力下保温60min，制得相对密度达到100%的B4C陶瓷，其三点抗弯强度达到714MPa、韦伯摸数m为8.3。目前工业化热等静压烧结用的包套材料还有困难，这是因为通常使用的金属或玻璃包套会与B4C发生反应。 通常是先进行无压烧结得到无开口连通气孔的B4C，再进行热等静压处理来消除剩余的闭口气孔，达到完全致密化，热等静压处理温度在1950-2050℃。
六方氮化硼微片性能参数 六方氮化硼微片性能参数，大部人可能都不大了解。那什么是氮化硼？氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体（BN）,其化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮。氮化硼按晶型分，氮化硼被分为六方氮化硼、立方氮化硼、菱方氮化硼和纤锌矿氮化硼。下面就由先丰纳米简单的介绍六方氮化硼微片性能参数。 六方氮化硼性能参数： 1、高耐热性：3000℃升华，其强度1800℃为室温的2倍，1500℃空冷至室温数十次不破裂，在惰性气体中2800℃不软化。 2、高导热系数：热压制品为33W/M.K和纯铁一样，在530℃以上是陶瓷材料中导热最大的材料。 3、低热膨胀系数：2×10-6的膨胀系数仅次于石英玻璃，是陶瓷中最小的，加上其具有高导热性，所以抗热震性能很好。 4、优良的电性能：高温绝缘性好，25℃为1014Ω-cm,2000℃还可以达到103Ω-cm,是陶瓷中的高温绝缘材料，介电常数为4，可透微波和红外线。 5、良好的耐腐蚀性：与一般金属（铁、铜、铝、铅等）、贵重金属，半导体材料（锗、硅、砷化钾），玻璃，熔盐（水晶石、氟化物、炉渣）、无机酸、碱不反应。 6、低的摩擦系数：U为0.16，高温下不增大，比二硫化钼，石墨耐高温，氧化气氛可用到900℃，真空下可用到2000℃。 7、高纯度含硼高：其杂质含量小于10PPM，而含硼大于43.6%。
8、可机械加工性：其硬度为莫氏2，所以可用一般机械加工方法加工成精度很高的 零部件制品。 如果想要了解关于更多的六方氮化硼内容，欢迎立即咨询先丰纳米公司。 先丰纳米是江苏先进纳米材料制造商和技术服务商，专注于石墨烯、类石墨烯、碳纳 米管、分子筛、黑磷、银纳米线等发展方向，现拥有石墨烯粉体、石墨烯浆料和石墨烯膜 完整生产线。 自2009年成立以来一直在科研和工业两个方面为客户提供完善服务。科研客户超过 一万家，工业客户超过两百家。 南京先丰纳米材料科技有限公司2009年9月注册于南京大学国家大学科技园内，现 专注于石墨烯、类石墨烯、碳纳米管、分子筛、银纳米线等发展方向，立志做先进材料及 技术提供商。 2016年公司一期投资5000万在南京江北新区浦口开发区成立“江苏先丰纳米材料科技有限公司”，建筑面积近4000平方，形成了运营、研发、中试、生产全流程先进纳米 材料制造和技术服务中心。现拥有石墨烯粉体、石墨烯浆料和石墨烯膜完整生产线，2017年年产高品质石墨烯粉末50吨，石墨烯浆料1000吨。 欢迎广大客户和各界朋友莅临我司指导！欢迎电话咨询或者登陆我们的官网进行查看。
氮化硅陶瓷材料 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
摘要氮化硅陶瓷是一种具有广阔发展前景的高温、高强度结构陶瓷，它具有强度高、抗热震稳定性好、疲劳韧性高、室温抗弯强度高、耐磨、抗氧化、耐腐蚀性能好等高性能，已被广泛应用于各行各业。本文介绍了氮化硅陶瓷的基本性质，综述了氮化硅陶瓷的制备工艺和国内外现代制造业中的应用，并展望了氮化硅陶瓷的发展前 景。
Abtract：Silicon nitride ceramic is a broad development prospects of high temperature, high strength structural ceramics, it has high strength, thermal shock stability, high temperature fatigue toughness, high bending strength, wear resistance, oxidation resistance, corrosion resistance and good performance of high performance, has been widely used in all walks of life. This paper introduces the basic properties of silicon nitride ceramics, reviews the fabricating technique of silicon nitride ceramics at home and abroad and modern manufacturing industry in the application, and looks forward to the development prospect of silicon nitride ceramics.
碳化硼特性 B4C具有高熔点、高硬度、低密度等优良性能，并具有良好的中子吸收能力和抗化学侵蚀能力，因而广泛应用于耐火材料、工程陶瓷、核工业、宇航等领域。化学计量分子式为 B4C,碳化硼存在许多同分异构体,含碳量从8％-20％,最稳定的碳化硼结构是具有斜方六面体结构的B13C2 、B13C3、B4C和其它接近于B13C3的相。碳化硼斜方六面体结构中包括12个二十面的原子团簇，这些原子团簇通过共价键相互连接，并在斜方六面体的对角线上有一个三原子链。多硼的十二面体结构位于斜方六面体的顶点。硼原子和碳原子可以在二十面体和原子链上互相替代，这也是碳化硼具有如此多的同分异构体的主要原因。正因为碳化硼的特殊结构，使之有很多优良的物理、机械性能。 碳化硼最重要的性能在于其超常的硬度(莫氏硬度为，显微硬度为55GPa-67GPa)，是最理想的高温耐磨材料；碳化硼密度很小，是陶瓷材料中最轻的，可用于航天航空领域；碳化硼的中子吸收能力很强，相对于纯元素B和Cd来说，造价低、耐腐蚀性好、热稳定性好，广泛用于核工业，碳化硼中子吸收能力还可以通过添加B元素而进一步改善；碳化硼的化学性能优良，在常温下不与酸、碱和大多数无机化合物反应，仅在氢氟酸一硫酸、氢氟酸一硝酸混合物中有缓慢的腐蚀，是化学性质最稳定的化合物之一；碳化硼还具有高熔点、高弹性模量、低膨胀系数和良好的氧气吸收能力等优点。不可否认，相对于其它陶瓷材料而言，碳化硼的强度和韧性略显偏低，尤其是断裂韧性低，影响了该材料的可靠性和应用性。但是可利用晶粒细化，相变韧化，相复合等多种手段使碳化硼材料强韧化。众所周知，碳化硼的烧结温度过高、抗氧化能力差以及对金属的稳定性不好等缺点，但是近年来随着超细粉末制备技术的发展和有效烧结助剂的开发，使碳化硼的常规烧结问题得到解决。 2 碳化硼粉末的制备 现在工业上生产B4C的方法是用硼酸或脱水氧化硼与碳在碳管炉或者电炉中进行高温还原反应： 2B203(4H3BO3)+7C=B4C+6C0 +(6H2O)。目前国内外制取碳化硼粉末的方法主要有：碳管炉或电弧炉碳热还原法，镁热法，激光诱导CVD法，直接制备法，溶胶凝胶碳热还原法等。 碳管炉、电弧炉碳热还原法热法是用硼酸或脱水氧化硼与碳在电炉中进行高温还原反应。电弧炉根据石墨的电极工作原理分为立式冶炼炉和卧式冶炼炉。该反应必须严格控制才能获得高纯度和稳定性的碳化硼粉，决不允许有多余的碳存在，一般加入余量的硼或加入过量的硼酸和硼酐。其工艺流程为：硼酸+碳黑混合焙解碳化过筛分析检测产品(粉末)。碳管炉、电弧炉碳热还原法是目前工业制备碳化硼的最重要的方法。缺点：电弧的温度高，炉区温差大，在中心部分的温度可能超过碳化硼的熔点，使其发生包晶分解（包晶反应是有些合金当凝固到一定温度时，已结晶出来的一定成分的固相与剩余液相发生反应生成另一种新固相的恒温转变过程），析出游离碳和其它高硼化合物，而远离中心的地方温度偏低，反应进行不完全，残留的氧化硼和碳以游离碳和游离硼的形式存在于碳化硼粉中。因而制得的碳化硼粉含有较高的游离碳和游离硼。能量消耗大、生产能力低、高温下对炉体损坏严重、合成的原始粉末平均粒径大，需要经过破碎处理等。其优点在于：设备结构简单、占地面积小、建成速度快、工艺操作成熟等。 镁热法是利用化合物合成时的反应热，使反应进行下去的一种工艺，大多用镁作为助熔剂。其化学反应方程式为：2B203+5Mg+2C=B4C+CO +5MgO。镁热法的优点在于：过程简单、反应温度较低、节约能源、反应迅速、容易控制、纯度高、可制得极细至微米)碳化硼粉。但是反应物中残留的氧化镁即使通过附加的工序洗去也难彻底除去等利用自蔓延高温合成法，合成Mg-B4C。并研究了其微观组织，结果表明：由于Mg的高挥发性，B203-Mg-C体系燃烧产物显微组织受到环境气压的影响，B4C的晶粒尺寸受到气压的显着影响，高压下生成的B4C晶粒比大一个数量级以上。 近年出现了一些新的制备碳化硼粉末的方法：激光诱导CVD法，直接制备法，溶胶凝胶碳热还原法,气流粉碎B4C粗粉法，以BCI3、H2及CH4为原料通过气相沉积合成碳化硼法等。激光诱导化学气相沉积法是利用反应气体分子对特定波长激光束的吸收而产生热分解或化学反应，经成核生长成超细粉末。其优
碳化硼陶瓷制备工艺 碳化硼是一种新型非氧化陶瓷材料，因其具有熔点高、硬度高、密度低、热稳定性好，抗化学侵蚀能力强和中子吸收能力强等特点而被广泛应用于能源、军事、核能以及防弹领域。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，故成为超硬材料家族中的重要成员。 目前碳化硼防弹材料主要通过烧结法制备，不过碳化硼是共价键很强的陶瓷材料，共价键占90%以上，而且碳化硼的塑性差，品界移动阻力很大，固态时表面张力很小，从而决定了碳化硼是一种极难烧结的陶瓷材料。纯碳化硼在烧结过程中通常存在烧结温度高、烧结后所得陶瓷致密度低，断裂韧性较差等问题。工业上一般采用无压烧结、热压烧结、热等静压烧结、放电等离子烧结等技术，通过改进烧结工艺、添加烧结助剂提高碳化硼的力学性能，为进一步研究碳化硼的烧结工艺奠定基础。 1、无压烧结 纯B4C的无压烧结致密化非常困难，气孔缺陷和致密度是影响碳化硼陶瓷性能指标的关键因素。而烧结温度和粉末粒度是影响碳化硼陶瓷致密度的重要指标。研究表明，纯碳化硼无压烧结致密化最主要的条件是采用低氧含量的粒度≤3μm的超细粉末且温度范围在2250~2350℃。
无压烧结碳化硼制品工艺简单、加工成本低，对烧结条件没有太多要求，可适用于生产形状复杂的产品，适合大批量工业化生产，是制备陶瓷常用的烧结技术。但由于烧结温度高，晶粒容易异常生长，使烧结过程难以控制，产品性能不稳定。 2、热压烧结 热压是在高温条件下改善粉末塑性，具有成型压力低，变形阻力小，产品密度高，显微组织优良等优点，因而，降低碳化硼的烧结温度可以采用热压烧结工艺。 与单纯热压相比，将液相烧结和热压烧结相结合，烧结温度大大降低，致密度相对提高。 通常热压烧结条件为：真空或惰性气氛，压力20~40MPa，温度2200~2300℃，保温时间0.5~2h。碳化硼是共价键很强的化合物，在高温下烧结扩散速率慢，物质流动发生较少，使其致密化过程非常困难。 为了降低烧结温度和表面能，提高碳化硼陶瓷的综合性能，必须加入添加剂来促进碳化硼的热压烧结。添加剂包括烧结助剂或第二相反应烧结，在高温高压条件下，可以促进烧结，控制晶粒长大，提高力学性能，获得高致密度、高性能的碳化硼陶瓷产品。目前加入的添加剂主要包括金属单质（Fe、Al、Ni、Ti、Cu、Cr等）、金属氧化物（Al2O3、TiO2等）、过渡金属碳化物（CrC、VC、WC、TiC等）及其他添加剂（AlF3、MgF2、Be2C、Si等）。
碳化硼的原料（石油焦） 石油焦是生产碳化硼的主要碳素材料之一，其基本理化性质如下： 石油焦（Petroleum coke）是原油经蒸馏将轻重质油分离后，重质油再经热裂的过程，转化而成的产品，从外观上看，焦碳为形状不规则，大小不一的黑色块状（或顆粒），有金属光泽，焦碳的颗粒具多孔隙结构，主要的元素组成为碳，占有80wt%以上，其余的为氢、氧、氮、硫和金属元素。石油焦具有其特有的物理、化学性质及机械性质，本身是发热部份的不挥发性碳，挥发物和矿物杂质（硫、金属化合物、水、灰等）這些指标決定焦炭的化学性质。 一、石油焦分类及性质 石油焦的形态随制程、操作条件及进料性质的不同而有所差异。从石油焦工场所生产的石油焦均称为生焦(green cokes)，含一些未碳化的碳烃化合物的挥发份，生焦就可当做燃料级的石油焦，如果要做炼铝的阳极或炼钢用的电极，则需再经高温锻烧，使其完成碳化，降低挥发份至最少程度。 大部份石油焦工场所生产的焦外观为黑褐色多孔固体不规则块状，此种焦又称为海绵焦(sponge coke)。第二种品质较佳的石油焦叫做针状焦(ne EDL e coke)与海绵焦比，由于其具较低的电阻及热膨胀系数，因此更适合做电极。有时另一种坚硬石油焦亦会产生，称之为球状焦(shot coke)。这种焦形如弹丸，表面积少，不易焦化，故用途不多。 石油焦具有其特有的物理、化学性质及机械性质，本身是发热部份的不挥发性碳，挥发物和矿物杂质（硫、金属化合物、水、灰等）这些指针决定焦炭的化学性质。物理性质中孔隙度及密度，决定焦炭的反应能力和热物理性质。机械性质有硬度、耐磨性、强度及其它机械特性，颗粒组成及其它加工和运输、堆放、贮存等性质影响的情形。 二、石油焦的加工工艺 石油焦是以原油经蒸馏后的重油或其它重油为原料,以高流速通过500℃±1℃加热炉的炉管,使裂解和缩合反应在焦炭塔内进行,再经生焦到一定时间冷焦、除焦生产出石油焦。 用途：主要用于制取炭素制品，如石墨电极、阳极弧，提供炼钢、有色金属、炼铝之用；制取炭化硅制品，如各种砂轮、砂皮、砂纸等；制取商品电石供制作合成纤维、乙炔等产品；也可做为燃料。 石油焦(PE troleum coke)是原油经蒸馏将轻重质油分离后，重质油再经热裂的过程，转化而成的产品，从外观上看，焦碳为形状不规则，大小不一的黑色块状（或颗粒），有金属光泽，焦碳的颗粒具多孔隙结构，主要的元素组成为碳，占有80wt%以上，其余的为氢、氧、氮、硫和金属。 三、石油焦的质量标准
氮化硅的常压烧结和性能研究 摘要： 氮化硅烧结必须添加烧结助剂，不同的粉末粒度也会对烧结产生影响。本试验通过对显微组织和性能测试来分析讨论不同粒度的粉末和不同的烧结添加剂对氮化硅陶瓷性能的影响，得出结论如下：在常压烧结中，初始粉末的晶粒尺寸越小，氮化硅烧结越容易得到较高的性能参数；5wt% MgO -5wt% Y2O3的组合对烧结的促进作用是最明显的，得到的性能参数最理想；随着样品的烧结温度升高，材料的致密化程度增加，力学性能提高。 关键词：氮化硅；常压烧结；烧结剂；粉末粒 Normal pressure sintering and properties of Silicon nitride Abstract: Sintering aids must be added into sintered silicon nitride, different particl e size will also affect the sintering. In this experiment,we use the microstr ucture and properties of the test to analyze the discussion of different part icle size powders and different sintering additives on the properties of sili con nitride ceramics and concluded as follows: in the pressureless sinterin g,the smaller the grain size of the initial powder , the more readily availab le silicon nitride sintered high performance parameters; 5wt% MgO-5wt % Y2O3's role in promoting the combination of sintering is the most obvi ous,we can get the best performance parameters; With the sample sinterin
碳化硼陶瓷 摘要：碳化硼陶瓷具有高硬度、高熔点和低密度的特点，是优异的结构陶瓷。本文综述了碳化硼陶瓷的粉体制备，着重阐述了5种烧结的方法，以及碳化硼陶瓷在增韧方面的研究。介绍了碳化硼陶瓷在结构材料、电学性能、方面的应用。关键词：碳化硼；制备；烧结；应用 1、碳化硼陶瓷概述 1.1、碳化硼的发展 碳化硼这一化合物最早是在1858 年被发现的，然后英国的Joly于1883 年、法国的Moissan于1894 年分别制备和认定了B3C、B6C。化学计量分子式为B4C 的化合物直到1934 年方被认知。随后，俄国学者提出了许多不同的碳-硼化合物分子式，但这些分子式未能得到确认。事实上，由B-C相图可以知道，碳-硼化合物有一个从B4.0C到B10.5C的很宽的均相区，在这个均相区内的物质习惯上通称为碳化硼。从20世纪50年代起，人们对碳化硼，尤其是对其结构、性能进行了大量的研究，取得了许多研究成果，推动了碳化硼制备和应用技术的长足发展。现在碳化硼陶瓷广泛应用于民用、宇航和军事等领域。 1.2、碳化硼的优良性能 碳化硼陶瓷是一种仅次于金刚石和立方氮化硼的超硬材料，这是由其特殊的晶体结构所决定的。C原子与B原子半径很小，而且是非金属元素，B与C相互很接近，形成强共价键的结合。这种晶体结构形式决定了碳化硼具有超硬、高熔点(2450℃)、密度低(2.55g/cm3)等一系列的优良物理化学性能。 2、碳化硼陶瓷的制备 2.1、粉体的制备 目前国内外碳化硼粉末的工业制取方法主要有3种。 （1）碳管炉碳热还原法：在碳管炉中用碳黑还原硼酐2B2O3 + 7C = B4C+6CO↑,这是一个强烈的吸热反应。 （2）电弧炉碳热还原法：上述反应在电弧炉中进行。 （3）镁热法：2B2O3 + 5Mg + 2C = B4C + CO↑+ 5MgO，这是一个强烈的放热反应。 实验室规模，碳化硼粉末可用多种气相合成方法制得。用气相法制得的粉末粒度细、纯度高。气相法的代表反应为：4BCl3 + CH4 + 4H2 = B4C + 12HCl↑。 电弧炉碳热还原法是制取廉价碳化硼粉的主要工业方法。但由于电弧的温度高，炉区温差大，在中心部分的温度可能超过B4C的熔点，使其发生包晶分解，析出游离碳和其他高硼化合物。而远离中心的地方，温度偏低，反应进行不完全，残留的B2O3和C 以游离碳和游离硼的形式存在于碳化硼粉中。所以电弧炉法制得的碳化硼粉一般含有较高的游离碳和游离硼。这种碳化硼粉主要用来作原料、磨料和制造砂轮。镁热法虽可制得极细的碳化硼粉，但反应产物中残留的MgO 必须有附加的工序洗去，且极难彻底除去。 2.2、碳化硼陶瓷的烧结 2.2.1、无压烧结 碳化硼是一种共价键很强的化合物,其共价键比例高达93.94%。因此烧结性能非常差,不加任何添加剂的无压烧结温度大约在2300℃左右,其机理是在温度
氮化硼 科技名词定义 中文名称： 氮化硼 英文名称： Boron nitride 定义： 由ⅢA族元素B和ⅤA族元素N化合而成的共价半导体材料。分子式为BN。有两种晶型，六方BN较软，称“白色石墨”，立方BN硬度高，与金刚石相当。 应用学科： 材料科学技术（一级学科）；半导体材料（二级学科）；化合物半导体材料（二级学科） 氮化硼 氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮，具有四种不同的变体：六方氮化硼（HBN)、菱方氮化硼（RBN）、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化硼(WBN)。 管制信息 本品不受管制 名称 中文名称：氮化硼 英文别名：Boron nitride CAS号 10043-11-5 EINECS号 233-136-6 化学式 BN 相对分子质量 24.82 性状 六方晶系结晶。最常见为石墨晶格。有一种一氮化硼立方结晶的变体被认为是已知的最硬的物质。也有无定形变体。具有抗化学侵蚀性质。不被无机酸和水侵蚀。在热浓碱中硼碳键被断开。1200℃以上开始在空气中氧化。稍低于3000℃时开始升华。真空时约2700℃开始分解。微溶于热酸，不溶于冷水。相对密度2.25。熔点3000℃。 储存 密封保存。 用途 制造合金、耐高温材料。半导体。核子反应器。润滑剂。 制取 将B2O3与NH4Cl共熔，或将单质硼在NH3中燃烧均可制得BN。通常制得的氮化硼是石墨型结构，俗称为白色石墨。另一种是金刚石型，和石墨转变为金刚石的原理类似，石墨型氮化硼在高温（1800℃）、高压（800Mpa）下可转变为金刚型氮化硼。这种氮化硼中B－N键长（156pm）与金刚石在C－C键长（154pm）相似，密度也和金刚石相近，它的硬度和金刚石不相上下，而耐热性比金刚石好，是新型耐高温的超硬材