四硼化鎢淺析

與一硼化鎢（BW）、硼化二鎢（BW2）、二硼化鎢（WB2）和五硼化二鎢（W2B5）一樣，四硼化鎢（WB4）也是由過渡金屬鎢（W）元素和非金屬硼（B）元素組合成的一種無機化合物，具有出色的機械性能和電學性能，因而在機械加工、極端條件下電極製備等領域有著重要的應用。由于鎢原子和硼原子的比例不同，所以不同硼化鎢的理化性質、生産方法和用途等方面也存在一定的區別。下面主要介紹的是WB4的基本信息。

從概念上來看，四硼化鎢是由1個鎢原子和4個確原子組成的一種黑色粉末，是一種新型的超硬材料，英文名Tungsten Tetraborate，化學式WB4，相對分子量爲227.85。

從物理化學性質上來看，WB4的外觀爲黑色粉末狀，具有高硬度、低導電率、耐高溫、抗磨損、良好的化學穩定性和能在常壓下合成等優點。不過，在高于1000℃下，WB4仍會分解成硬度較低的WB2，從而降低力學性能。

爲了進一步提高WB4的熱穩定性和力學性能，研究者便向純WB4中添加鉭（Ta）、鉬（Mo）或鉻（Cr）等元素。研究表明，Ta摻雜可以有效提升WB4的熱穩定性和抗氧化性，如在1500℃下，與未摻雜樣品相比，Ta摻雜樣品的WB4含量提升了97%，且Ta摻雜使得WB4的氧化溫度由420℃提升至了460℃。Mo摻雜可以有效提升WB4的硬度，幷改善不均勻性，其强化機制爲Mo取代硼三聚體改變電子結構。

從生産工藝上來看，WB4的生産步驟爲將一定量的鎢粉和無定型硼粉進行混合均勻，然後球磨，冷等靜壓壓制，最後燒結即可。

從用途上來看，WB4可以作爲陶瓷粉體，用于民用建築塗料，固體工業塗料，卷鋼塗料和底漆等；可以作爲金剛石的代替材料製作各類切割工具。

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