熔點	2665°C
密度	15.200
形態(tài)	Powder

概述 ：硼化鎢為銀白色八面體結(jié)晶。其由電爐加熱金屬鎢與元素硼直接反應(yīng)而得，具有W-B系化合物的優(yōu)良性能，未來應(yīng)用前景廣闊。    

用途：硼化鎢具有高熔點、高硬度、高電導(dǎo)率、耐磨損、耐高溫以及耐腐蝕性能，還兼具中子和γ射線綜合屏蔽性能，因而被廣泛應(yīng)用在結(jié)構(gòu)材料、耐磨材料、電極材料等領(lǐng)域。    

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上海紫一試劑廠專注電池類新材料的開發(fā)

高硬度硼化鎢的結(jié)構(gòu)和異常應(yīng)力響應(yīng)

自金剛石和立方氮化硼在高溫高壓下成功實驗合成以來,國內(nèi)外的科學(xué)家在尋找新型超硬材料的研究領(lǐng)域展開了大量的探索。由B、C、N和O等輕元素型超硬材料實驗合成條件苛刻,而過渡族輕元素型超硬材料的實驗和理論探索成為近年來材料、物理和化學(xué)等多學(xué)科共同關(guān)注的熱點研究問題。其中,鎢硼化合物材料是尋找此類新型超硬材料的重要目標材料之一。與鎢原子相比,硼原子的散射截面很小,實驗X射線衍射(XRD)圖像難以測定鎢硼化合物結(jié)構(gòu)和化學(xué)組分,這使人們對這些化合物的深入了解受到阻礙,而理論計算研究的方法可以解決這個問題。我們的理論計算研究確定了鎢硼體系的熱力學(xué)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和大量的亞穩(wěn)態(tài)相,澄清了此前實驗合成WxBy結(jié)構(gòu)和組分爭議,并預(yù)測了一些比之前研究報道更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。理想強度計算顯示,高硬度硼化鎢化合物存在異常應(yīng)力響應(yīng),突破了此前的傳統(tǒng)觀點,更新了過渡族—輕元素型的高硬度材料的設(shè)計理念。

硼鎢化合物的制備與性能研究

 硼化鎢具有高硬度、導(dǎo)電性好、良好的抗熱震性及在腐蝕性介質(zhì)中的化學(xué)惰性等特點，因而可在苛刻環(huán)境中用作耐磨、耐腐蝕以及電極材料。本文采用固相合成法和電化學(xué)方法制備了硼化鎢粉末，確定原料配比、合成溫度、時間等對產(chǎn)物組成的影響，選擇合適的電流密度、電解時間和電解溫度在氟化物一氯化物體系中合成硼化鎢。*采用無壓燒結(jié)方法制備硼化鎢陶瓷，并采用現(xiàn)代分析方法研究了燒結(jié)溫度和成分配比對材料的組織結(jié)構(gòu)、室溫力學(xué)性能和電性能的影響規(guī)律和特點。
研究表明，單質(zhì)W與B的反應(yīng)路徑如下:首先在B與W低摩爾比的情況下，在較低的合成溫度時，B原子在化學(xué)位梯度的作用下向W原子擴散。當(dāng)B原子的滲入量超過極限固溶度，便與W原子發(fā)生化合反應(yīng)生成WB，菱方型W2B5和六方型W2B5;隨著溫度的升高，一方面，菱方型W2B5向六方型W2B5轉(zhuǎn)變;另一方面B原子進一步擴散，并與WB進一步反應(yīng)生成六方型W2B5。在B與W高摩爾比的情況下，由于B原子含量多，在進一步與W2B5反應(yīng)生成富硼化合物WB4。
采用KCl-KF作為熔鹽體系，以WO3和B2O3為原料電解制備硼化鎢。對其電極的選取以及電解時間、溫度、電流密度等工藝參數(shù)進行了初步的探討。結(jié)果表明，產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)受溫度影響較大，低電解溫度下，所得產(chǎn)物為非晶結(jié)構(gòu)，升高溫度有利于晶體結(jié)構(gòu)趨于完整。電流密度高于0.5A/cm2時，產(chǎn)物在電極表面的附著性變差。在0.5A/cm2電流密度下750℃電解2h可以合成納米級WB4，并且確定了產(chǎn)物的處理方法，將產(chǎn)物中雜質(zhì)離子進行分析，最終肯定了該方法的可行性，并且由于電化學(xué)合成方法設(shè)備簡單、節(jié)能、環(huán)保較為適宜進一步研究應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。
實驗對無壓燒結(jié)硼化鎢陶瓷的力學(xué)性能的測試結(jié)果表明，隨著燒結(jié)溫度的升高，試樣A2（摩爾比W/B=1∶2.5）的氣孔率、抗彎強度與維氏硬度均有所增加。試樣的顯氣孔率由1600℃的43.51％下降到1800℃的5.29％;維氏硬度由9.SGPa增加至13.SGPa;在1700℃時，材料的抗彎強度達到了*值67MPa。但是在1600～1800℃時，由于隨著燒結(jié)過程未進行完全，材料中的顆粒正處于晶界形成的過程，顆粒相互接觸，相互融合。這使材料的中的微裂紋增加，使得材料的抗彎強度在1800℃時有所下降。
電學(xué)性能測試結(jié)果表明，隨著燒結(jié)溫度的升高，材料的電阻率是呈現(xiàn)下降趨勢。在1800℃時摩爾比W/B為1∶2、1∶2.5、1∶4和1∶4.5的電阻率分別為0.144、0.165、0.163和0.167mΩ·cm。這說明硼化鎢陶瓷有著良好的導(dǎo)電性能。

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