Bor periyodik cetvelin 3A grubu, ilk sırasındaki en hafif elementtir. Metal ile ametal arasında bir elementtir. B harfi ile sembolize edilir. Bor, elmastan sonra sertliği en yüksek olan elementtir. Çizilmeye karşı çok dayanıklıdır ve ısıya karşı kararlıdır. Tüm bunların yanında önemli ölçüde hafif olması bora olan ilgiyi bir hayli arttırmaktadır. Oda sıcaklığında zayıf elektrik iletkenliğine sahip, fakat yüksek sıcaklıklarda iyi bir iletkendir. Borun kesin bir erime sıcaklığı yoktur fakat bu sıcaklık 2200˚C olarak tahmin ediliyor.
Elemanter bor'u ilk defa 1808'de Gay-Lussac ve yine aynı yılda Therard borik asidi potasyum ile indirgeyerek elde ettiler. Daha sonra bor, bileşiklerinin magnezyum, sodyum veya alüminyumla indirgenmesinden amorf veya mikro kristalin halde elde edildi. Kristalize bor ise ilk defa yirminci -yüzyılın başlarında Weintraub tarafından elde edildi. Günümüzde metalik bor üretimi için uygulanan en önemli metot elektrolizdir. Elektrolit, ergimiş potasyum klorür ile potasyum fluoborat ve bor trioksit karışımıdır. Elektroliz, ısıya dayanıklı malzemeden yapılmış, grafit kaplı tanklarda gerçekleştirilir. Tankı kaplayan grafit anot vazifesi görür. Katotlar silindirik veya levha şeklinde olup düşük karbonlu çelikten yapılır. Anotlar ve katotlar su sirkülâsyonu ile soğutulur. Elektroliz 650 - 1000° C sıcaklıkta 6-12 volt 3000 amperlik bir akımla yapılır, anotta klor, katotta bor toplanır. Elektrolite >03 ilâve edilmişse anotta oksijen karbonla birleşir. Bu usulle elde edilen bor %99.41 saflıktadır. Elektrolizden başka, bor elde edilmesinde uygulanan bir metot da B203'ün Na, Mg, Ca veya Al ile indirgenmesi usulüdür. Grafit bir potada bor trioksit ve magnezyum Tozu ısıtılırsa; B2O3 + 3Mg → 2B + 3MgO reaksiyonu sonucu %99.6 saflıkta bor elde edilir.
| Bor Karbür Zırh Malzemesi |
 |
 |
| Bor Madenleri Makale | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Tablo-1. Bor Elementinin Bazı Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri
Tablo-2. Dünya Bor Rezervleri TÜRKİYE' DE BOR Bor mineralleri stratejik bir öneme sahiptir.20. yüzyılda petrolün sahip olduğu gücün 21. yüzyılda bor minerallerinin eline geçeceği bir gerçektir. Ve Türkiye dünya bor rezervlerinin %63 üne sahiptir. Türkiye’de bilinen başlıca borat yatakları Batı Anadolu’da yer almakta ve bu yataklar dünya rezervinin % 60-70’ ine sahip bulunmaktadır. Türkiye rezervlerinin % 37’si Bigadiç, % 34’ ü Emet, % 28 ‘i Kırka ve %1’ i Kestelek bölgesinde bulunmaktadır. Dünyadaki en büyük üretici durumundaki US Borax‘ın kontrolü altındaki Bor rezervlerinin(ABD ve Arjantin’deki rezervler) payı ise % 11 civarındadır. Bu veriler Türkiye’nin Dünyanın en büyük Bor kaynaklarına sahip olduğunu açıkça göstermektedir. Rezerv ömürlerine baktığımızda durum çok daha çarpıcıdır. Görünür Ekonomik Rezerv bazında Dünya tüketimini tek başına karşılama süresi yönüyle ülkemizin yatakları şu anda US Borax kontrolündeki rezervlerin yaklaşık 7 katı olup, analistlere göre son yıllardaki tüketim artış hızı da dikkate alındığında 80 yıl sonra ülkemizin yataklarının Dünyada tek Bor kaynağı olma olasılığı çok yüksektir. Ülkemizde ilk bor madeni yatağı Sultançayırı mevkiinde (Susurluk/Balıkesir) bulunmuştur. Bu yatak 1861 yılındaki Maden Nizamnamesi uyarınca 1865 yılından itibaren 20 yıl süreli olarak Fransız firması CIDS (Companie Industrielle Des Measures) tarafından işletilmiştir. 1887 yılında ise bu yatağın işletilme hakkı 65 yıl süreli olarak İngilizlerin eline geçmiştir. 1950 yılında bu yatağın işletilme hakkı Boraks Ltd’ in eline geçmiş ve 1955 yılındaki çıkartılan yabancı sermayeyi teşvik kanunu ve 1309 sayılı maden kanunu hükümlerinden yararlanmak amacıyla %94 ü kendisine %4 İngiliz ortaklara ve %2 si Türklere ait olan bir paravan şirket kurmuştur. (Türk Boraks AŞ.) Bu şirketin kuruluş amacı bir taraftan hem ülkede tutunmayı sağlamak ve teşviklerden yararlanmak diğer taraftan da MTA ve Eti bank tarafından tespit edilen yeni yataklarında kontrolüne hakim olmak olmuştur. Fakat bu dönemde ne kadar borun Türkiye de işletilmesi amaçlansa da, dünya tekelini elinde bulunduran Boraks AŞ bu çalışmaları engellemeyi başarmıştır. Diğer taraftan Türkiye yılda ortalama 190-200 $/ton fiyatla Amerika ve Avrupa'daki öğütücü firmalara 700.000 ton civarında ham bor minerali ihraç edip, bu satıştan 120 milyon dolar kadar gelir sağlarken öğütücü firmaların elde ettiği gelir, tonunu 650 $ dan satarak yaklaşık 320 milyon $’ a çıkmaktadır. Ve Türkiye boru işleyemediği için ham bor madenini dışarıya ihraç ettikten sonra bu boru işlenmiş olarak çok daha yüksek fiyattan geri almaktadır.
BOR ÜRÜNLERİNİN KULLANIM SAHALARI Bugün kullandığımız pek çok malzemenin girdileri içinde bora rastlamak mümkündür. Bor yediğimiz yemeklerden, kullandığımız ve kullanmadığımız birçok eşyanın araç ve gerecin içinde bulunan çok önemli bir elementtir. Dünyada bor ürünlerini tüketen sanayi dallarını 5 ana kola ayırabiliriz.
Askeri ve zırhlı araçlar, elektronik ve bilgisayar sanayi, enerji sektörü, fotoğrafçılık ve görüş sistemleri, ilaç ve kozmetik, inşaat sektörü, iletişim araçları, kâğıt sanayi, kauçuk ve plastik sanayi, kimya ve makine sanayi, koruyucu, metalürji, nükleer enerji, otomobil sanayi, patlayıcı maddeler, spor malzemeleri, tekstil sanayi, tıp ve havacılık ve uzay sanayi gibi birçok sanayi alanında bor mineralleri kullanılır. BOR KARBÜR Bor karbür, metal olmayan en önemli gruba ait olup, en sert malzemedir. Mükemmel özellikleri arasında:
İçerik bakımından yaklaşık % 80 Bor ihtiva etmesi, bileşiğin yüksek ergime noktası ve iyi kimyasal ve fiziksel kararlığından dolayı nötronların absorbe edilmesinde bor karbür daha etkin ve daha ekonomiktir. Bor Karbür 2500 0C de, Bor oksit bileşimi ve Karbondan elde edilmektedir. Bileşimdeki sınır aralıkları (bor oranları) nispeten muhteliftir. Bor/Karbon oranı 3,8 den 10,4 ‘e kadar; teknik Bor Karbür için aşağı yukarı değer aralıkları ise, 3,9 den 4,3 ‘e kadar değişmektedir. (tipik bor/ Karbon oranları 4,0 –4,1 ‘dır.) Kimyasal Dayanımları Sulu ortamdaki asitli Minerallere ve alkalilere karşı olan dayanımı,
Bor Karbür Üretim Metodu Bor karbür; Borik asit (H3BO3) veya Bor oksiti (B2O3), Elektrik Ark Fırınlarında uygun sıcaklık ortamında karbon ile redüklemek suretiyle üretilir. Reaksiyon Prosesi şöyledir: 2B2O3+7C----► B4C+ 6CO , 4H3BO3+7C----►B4C+ 6CO+6H2O Proses reaksiyonu endotermik olup, mol başına 1812 kJ veya 9.1 kWh/kg enerji gerekmektedir. Bu genellikle Elektrik Ark Fırınlarında 1500 – 2500 0C sıcaklık taşıması anlamına gelmektedir. Yani bir ton bor karbürün üretimi için gerekli olan enerji 9100 kWh tir. Reaksiyon sonucunda Bor karbürün hammaddeye olan oranı: ¼ kadardır. Yani bir birim bor karbür elde etmek için dört birim hammadde kullanmak gerekmektedir. Dünya Bor Karbür Üretimi, Tüketimi ve Ticareti ABD ve Batı Avrupa’da 1992 yılında 230 ton pudra bor karbür tüketilmiştir. Bunun kaliteye göre dağılımı tespit edilememiştir. Fakat bunun tamamının en ucuz fiyatlı (30 US$/kg) ürün olduğu kabul edilirse sadece bu iki bölgedeki tüketim en az 7 Milyon US$’dır. Tüketimin yarısının refrakter, yarısının seramik kalite olduğu kabul edilirse bu iki bölgedeki tüketim 10-25 Milyon US$ arasında olur. BOR KARBÜR ZIRH MALZEMESİBor Karbürden İzostatik Presleme ile Zırh Malzemesi Üretimi http://www.huseyinkasirga.com/makaleler/makale5_clip_image002.jpg Bor karbürden zırh malzemesi üretimi, borik asitten elde edilen bor karbür tozlarının değişik tane boyutu, sıcaklık ve basınç koşulları altında sıcak izostatik preslenerek sinterlenmesiyle olmaktadır. İzostatik preslemede, esnek bir kalıp içinde yer alan bor karbür tozları, her yönden hidrostatik basınç uygulanarak tozlar sıkıştırılmaktadır. İzostatik preslemenin sıcak ve soğuk izostatik olarak iki çeşidi olmasına rağmen bor karbür (B4C) ileri seramiği sadece sıcak izostatik presleme yöntemiyle sinterlenebilmektedir. Bor karbürün sıcak izostatik preslenmesinde argon ve helyum gazları yüksek sıcaklık ve basınçta sıkıştırma aracı olarak kullanılmaktadır. Sinterleme ve sıkıştırma işleminin aynı anda yapıldığı bu yöntemde, askeri zırh malzemesi olarak kullanılan yüksek sertlikte, yoğunluk ve mekanik özelliklere sahip bor karbürün üretimi yapılmaktadır. Yüksek sıcaklık ve basınç altında gerçekleştirilen işlemde iç boşluklar tamamen ortadan kalkarken, tozlar güçlü metalurjik bağlar ile birleşmekte ve mükemmel özelliklere sahip %98.2 yoğunlukta üniform bir yapı elde edilmektedir. Zırh Malzemesi Olarak Bor Karbür http://www.huseyinkasirga.com/makaleler/borkarbur_zirh.JPGÇelik ve Al, günümüz askeri araçlarında ve uçaklarında halen en yaygın kullanıma sahip zırh malzemeleridir, çünkü, balistik performansları ve düşük üretim maliyetlerinin yanısıra yük taşıma kapasitesine de sahiptirler. Seramik ve polimer esaslı kompozitler gibi daha gelişmiş zırh malzemeleri ise, temelde daha üstün balistik performansları ve hafif olmaları nedeniyle kullanılmaktadır. Özellikle B4C, hafifliği ve üstün mekanik özellikleri nedeniyle, balistik uygulamalarda geleneksel zırhlara (çelik ve alüminyum) alternatif bir seramiktir. Ancak, her ne kadar monolitik B4C zırhlar günümüzde kullanılmakta ise de, B4C gibi kovalent bağlı seramiklerin düşük kırılma tokluğu ve üretim maliyetinin yüksek oluşu kullanımlarının yaygınlaşmasını önlemektedir. Yoğun ve yüksek balistik performansa sahip monolitik B4C ancak sıcak presleme yöntemi ile üretilebilmektedir. Sıcak presleme, seri üretime uygun olmayan, basit şekillerin üretilebildiği, yüksek sıcaklık uygulamasını gerektiren ve bu nedenle kalıp maliyeti yüksek olan bir üretim yöntemidir. Bor Karbür Zırhının Balistik İncelemesi Zırh malzemesinin balistik performansının doğru bir şekilde belirlenebilmesi için, balistik deney numunelerinin uzunluğu ve eni en az 10×10 cm2 olmalıdır. Oysa mevcut üretim koşulları altında eni 5 cm’den daha büyük olan malzemelerin üretimi mümkün olmamıştır. Bunun ötesinde, balistik denemeler destek plaka olmaksızın gerçekleştirilmiştir. Bu bakımdan, bu çalışma kapsamında yapılan balistik deneyler, kompozitlerin balistik performansını tam olarak yansıtmamaktadır. Balistik deneylerin zırhın gerçek performansını yansıtacak şartlar altında yapılamamış olmasına rağmen, bu çalışmada üretilen ve balistik denemelere tabi tutulan B4C-Al kompozitlerin hepsinin en azından MP5 mermisine karşı iyi bir koruma sağladığı görülmüştür. Atış sonrası zırh malzemesinin parçaları birleştirildiğinde ve mermiye hedef olan yüzü incelendiğinde, merminin zırh malzemesini geçemediği açıkça görülmektedir. http://www.huseyinkasirga.com/makaleler/makale5_clip_image002_0000.jpg
Şekil: 7.5 mm kalınlığında bir B4C-Al kompozit levhada MP5 mermisi ile atış sonrası oluşan hasar.
http://www.huseyinkasirga.com/makaleler/makale5_clip_image002_0001.jpg Şekil: 10 mm kalınlığında bir (a) B4C-Al kompozit ve (b) RBSC levhada G3 mermisi ile atış sonrası oluşan hasar. Tags: Bor Karbür Zırh Malzemesi Bor Karbür Zırh Malzemesi bor karbür bor zırh bor çelik yelek bor haber basında bor bor madeni haber
|
0 Yorum