12007-09-9/硼化鎢的應用及制備

背景及概述^[1-2]

W-B系化合物具有高熔點、高硬度、高電導率、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，因而被廣泛應用在結構材料、耐磨材料、電極材料等領域。硼化鎢為銀白色八面體結晶。其由電爐加熱金屬鎢與元素硼直接反應而得，具有W-B系化合物的優良性能，未來應用前景廣闊。

應用^[2-4]

硼化鎢應用舉例如下：

1）制備一種具有富硼化鎢涂層的工件，包括工件基體，以及依次設置于所述工件基體上的鎢層、硼化鎢梯度層和富硼化鎢涂層；沿所述工件基體向所述鎢層的厚度方向，所述硼化鎢梯度層中的硼含量逐漸增加；所述富硼化鎢涂層中的晶粒為WBy，其中，y為2.5-4的數值。本發明獨特的涂層結構，可使各層間的結合強度將高，各層之間的彈性模量和熱膨脹系數從基體到頂層薄膜呈梯度變化，將整體涂層的應力降至趨于零，提高富硼化鎢涂層的韌性和結合力。本發明還提供了該具有富硼化鎢涂層的工件的制備方法。

2）制備一種二硼化鎢硬質材料，該方法首先采用機械化學法以高純鎢(W)粉和硼(B)粉為原料，在室溫下合成二硼化鎢粉末，然后在氬氣保護氣氛下，采用高溫燒結將合成的粉末致密化，制成二硼化鎢塊體材料。該方法在常溫常壓的條件下，通過燒結可得到致密的二硼化鎢塊體材料。本發明制得的二硼化鎢塊體材料具有一定硬度、良好的穩定性和對中子具有良好的吸收效果等一系列優良性能。本發明制備的二硼化鎢材料在耐腐蝕材料和切削刀具，以及新型屏蔽材料等領域中有著廣泛的應用。

3）制備一種具有富硼化鎢涂層的工件，包括工件基體，以及依次設置于所述工件基體上的鎢層、硼化鎢梯度層和富硼化鎢涂層；沿所述工件基體向所述鎢層的厚度方向，所述硼化鎢梯度層中的硼含量逐漸增加；所述富硼化鎢涂層中的晶粒為WBy，其中，y為2.5-4的數值。本實用新型中獨特的涂層結構，可使各層間的結合強度將高，各層之間的彈性模量和熱膨脹系數從基體到頂層薄膜呈梯度變化，將整體涂層的應力降至趨于零，提高富硼化鎢涂層的韌性和結合力。

制備^[2]

二硼化鎢制備方法包括如下步驟：

S1、將鎢粉和無定型硼粉按摩爾比1：2-3混合形成反應粉體；

S2、將反應粉體和熔鹽混合，得到混合粉體；

S3、將混合粉體在真空狀態下或惰性氣體保護下熱處理，熱處理溫度為1000-1300℃，熱處理后自然冷卻到室溫，得到二硼化鎢和熔鹽的混合物；

S4、將二硼化鎢和熔鹽的混合物分離，得到二硼化鎢；

主要參考資料

[1] 化學詞典

[2] CN201710302166.2一種二硼化鎢制備方法

[3] CN201710193597.X一種具有富硼化鎢涂層的工件及其制備方法

[4] CN201710393016.7一種二硼化鎢硬質材料及其制備方法和應用

[5] CN201720311824.X一種具有富硼化鎢涂層的工件