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12007-09-9/硼化钨的应用及制备

背景及概述[1-2]

W-B系化合物具有高熔点、高硬度、高电导率、耐磨损、耐高温以及耐腐蚀性能,还兼具中子和γ射线综合屏蔽性能,因而被广泛应用在结构材料、耐磨材料、电极材料等领域。硼化钨为银白色八面体结晶。其由电炉加热金属钨与元素硼直接反应而得,具有W-B系化合物的优良性能,未来应用前景广阔。

应用[2-4]

硼化钨应用举例如下:

1)制备一种具有富硼化钨涂层的工件,包括工件基体,以及依次设置于所述工件基体上的钨层、硼化钨梯度层和富硼化钨涂层;沿所述工件基体向所述钨层的厚度方向,所述硼化钨梯度层中的硼含量逐渐增加;所述富硼化钨涂层中的晶粒为WBy,其中,y为2.5-4的数值。本发明独特的涂层结构,可使各层间的结合强度将高,各层之间的弹性模量和热膨胀系数从基体到顶层薄膜呈梯度变化,将整体涂层的应力降至趋于零,提高富硼化钨涂层的韧性和结合力。本发明还提供了该具有富硼化钨涂层的工件的制备方法。

2)制备一种二硼化钨硬质材料,该方法首先采用机械化学法以高纯钨(W)粉和硼(B)粉为原料,在室温下合成二硼化钨粉末,然后在氩气保护气氛下,采用高温烧结将合成的粉末致密化,制成二硼化钨块体材料。该方法在常温常压的条件下,通过烧结可得到致密的二硼化钨块体材料。本发明制得的二硼化钨块体材料具有一定硬度、良好的稳定性和对中子具有良好的吸收效果等一系列优良性能。本发明制备的二硼化钨材料在耐腐蚀材料和切削刀具,以及新型屏蔽材料等领域中有着广泛的应用。

3)制备一种具有富硼化钨涂层的工件,包括工件基体,以及依次设置于所述工件基体上的钨层、硼化钨梯度层和富硼化钨涂层;沿所述工件基体向所述钨层的厚度方向,所述硼化钨梯度层中的硼含量逐渐增加;所述富硼化钨涂层中的晶粒为WBy,其中,y为2.5-4的数值。本实用新型中独特的涂层结构,可使各层间的结合强度将高,各层之间的弹性模量和热膨胀系数从基体到顶层薄膜呈梯度变化,将整体涂层的应力降至趋于零,提高富硼化钨涂层的韧性和结合力。

制备[2]

二硼化钨制备方法包括如下步骤:

S1、将钨粉和无定型硼粉按摩尔比1:2-3混合形成反应粉体;

S2、将反应粉体和熔盐混合,得到混合粉体;

S3、将混合粉体在真空状态下或惰性气体保护下热处理,热处理温度为1000-1300℃,热处理后自然冷却到室温,得到二硼化钨和熔盐的混合物;

S4、将二硼化钨和熔盐的混合物分离,得到二硼化钨;

主要参考资料

[1] 化学词典

[2] CN201710302166.2一种二硼化钨制备方法

[3] CN201710193597.X一种具有富硼化钨涂层的工件及其制备方法

[4] CN201710393016.7一种二硼化钨硬质材料及其制备方法和应用

[5] CN201720311824.X一种具有富硼化钨涂层的工件