四硼化钨浅析
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- 分类:钨业知识
- 发布于 2022年12月09日 星期五 19:22
- 作者:Xiaoting
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与一硼化钨(BW)、硼化二钨(BW2)、二硼化钨(WB2)和五硼化二钨(W2B5)一样,四硼化钨(WB4)也是由过渡金属钨(W)元素和非金属硼(B)元素组合成的一种无机化合物,具有出色的机械性能和电学性能,因而在机械加工、极端条件下电极制备等领域有着重要的应用。由于钨原子和硼原子的比例不同,所以不同硼化钨的理化性质、生产方法和用途等方面也存在一定的区别。下面主要介绍的是WB4的基本信息。
从概念上来看,四硼化钨是由1个钨原子和4个确原子组成的一种黑色粉末,是一种新型的超硬材料,英文名Tungsten Tetraborate,化学式WB4,相对分子量为227.85。
从物理化学性质上来看,WB4的外观为黑色粉末状,具有高硬度、低导电率、耐高温、抗磨损、良好的化学稳定性和能在常压下合成等优点。不过,在高于1000℃下,WB4仍会分解成硬度较低的WB2,从而降低力学性能。
为了进一步提高WB4的热稳定性和力学性能,研究者便向纯WB4中添加钽(Ta)、钼(Mo)或铬(Cr)等元素。研究表明,Ta掺杂可以有效提升WB4的热稳定性和抗氧化性,如在1500℃下,与未掺杂样品相比,Ta掺杂样品的WB4含量提升了97%,且Ta掺杂使得WB4的氧化温度由420℃提升至了460℃。Mo掺杂可以有效提升WB4的硬度,幷改善不均匀性,其强化机制为Mo取代硼三聚体改变电子结构。
从生产工艺上来看,WB4的生产步骤为将一定量的钨粉和无定型硼粉进行混合均匀,然后球磨,冷等静压压制,最后烧结即可。
从用途上来看,WB4可以作为陶瓷粉体,用于民用建筑涂料,固体工业涂料,卷钢涂料和底漆等;可以作为金刚石的代替材料制作各类切割工具。
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