Carburo de boro utilizado como material de refuerzo de fibra
El carburo de boro (fórmula química: B₄C ) es un excelente material de refuerzo de fibras, valorado en la fabricación de compuestos principalmente por su altísima dureza (superada solo por el diamante y el nitruro de boro cúbico), su alta relación resistencia-peso y su excepcional estabilidad química/térmica. Su principal aplicación como refuerzo reside en la mejora de las propiedades mecánicas y la resistencia ambiental de matrices compuestas (p. ej., metales, cerámicas y polímeros).
Principales escenarios de aplicación como refuerzo de fibra
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Compuestos aeroespaciales y de defensa
- Se utiliza para reforzar matrices metálicas ligeras (por ejemplo, aluminio, aleaciones de titanio) o matrices cerámicas (por ejemplo, alúmina, carburo de silicio) para la fabricación de componentes como palas de motores de aeronaves, conos de nariz de misiles y placas de blindaje.
- Ventaja: Las fibras de carburo de boro agregan alta dureza y resistencia al desgaste al compuesto al tiempo que mantienen bajo el peso general, lo cual es fundamental para reducir el consumo de combustible de la aeronave y mejorar la movilidad de la armadura (por ejemplo, chalecos antibalas para uso militar).
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Componentes industriales de alta temperatura
- Refuerza compuestos cerámicos resistentes al calor para productos como revestimientos de hornos, boquillas de alta temperatura y escudos de protección térmica (por ejemplo, en hornos industriales o sistemas de lanzamiento de cohetes).
- Justificación: Mantiene la estabilidad estructural a temperaturas de hasta 2400 °C (en atmósfera inerte) y resiste la oxidación, evitando la deformación o degradación del compuesto bajo calor extremo.
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Piezas de ingeniería resistentes al desgaste
- Mezclado con matrices poliméricas (por ejemplo, resinas epoxi) o matrices metálicas para producir componentes de alto desgaste como impulsores de bombas, bordes de herramientas de corte y sellos mecánicos (utilizados en minería, perforación petrolera o fabricación de maquinaria).
- Beneficio: Su alta dureza (dureza Mohs ~9,3) reduce significativamente el desgaste de la superficie por fricción o abrasión, extendiendo la vida útil de las piezas de 2 a 5 veces en comparación con los materiales no reforzados.
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Compuestos de blindaje para la industria nuclear
- Refuerza matrices poliméricas u hormigones para materiales de blindaje contra neutrones en reactores nucleares o instalaciones de almacenamiento de residuos radiactivos.
- Propiedad única: Los átomos de boro tienen una gran capacidad para absorber neutrones (alta sección transversal de captura de neutrones), lo que hace que los compuestos reforzados con fibra de carburo de boro sean eficaces para bloquear la radiación dañina sin agregar peso excesivo.