一种渗碳的四硼化钨超硬材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种渗碳的四硼化钨超硬材料，该材料是由WB<subgt;4</subgt;相和T‑B两相组成的WB<subgt;4</subgt;‑TB块体材料；且该材料在0.49 N载荷下的维氏硬度为63.05 GPa，导电率为1.7×10<supgt;5</supgt;S/m，单边预裂纹梁法测得断裂韧性为4.7±0.5 MPa•m<supgt;1/2</supgt;。同时，本发明专利技术还公开了该材料的制备方法。本发明专利技术获得的WB<subgt;4</subgt;‑TΒ材料具有超高硬度与导电，同时制备设备简单，制备工艺温和，经济实用，在耐磨材料和机械加工领域具有重要的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超硬材料，尤其涉及一种渗碳的四硼化钨超硬材料及其制备方法。

技术介绍

1、超硬材料（维氏硬度大于40 gpa）具有诸多用途，如高性能切削工具和耐磨材料。现代工业对高性能、高稳定性和更经济实惠的超硬材料的需求日益增长，在苛刻条件下合成的传统超硬材料的局限性暴露无遗。因此，寻找一种合成条件温和、经济实惠的超硬材料不仅具有重要的科学意义，而且具有重要的应用价值。

2、受金刚石的超硬度和超不可压缩性的启发，超硬材料的设计方法主要有两种：一是由硼、碳、氮或氧等轻元素形成强共价键，如c-bn、b6o、bc2n等；二是高价电子密度金属（锇、铼和钨）的不可压缩性与轻元素构建的短共价键相结合，可实现材料的超硬特性。

3、人们对过渡金属-轻元素化合物进行了广泛的探索，其中最先发现具有超硬特性的材料是过渡金属硼化物——二硼化合铼（reb2），其维氏硬度高达48 gpa。经研究表明，硼元素形成的tms-b和b-b短键对材料的超硬性能起着至关重要的作用。因此，高比例硼结构的四硼化钨（wb4）成为当前的研究热点，根据第一性原理预测，wb4结构的理本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种渗碳的四硼化钨超硬材料，其特征在于：该材料是由WB4相和T-B两相组成的WB4-TB块体材料；且该材料在0.49 N载荷下的维氏硬度为63.05 GPa，导电率为1.7×105S/m，单边预裂纹梁法测得断裂韧性为4.7 ± 0.5 MPa•m1/2。

2.如权利要求1所述的一种渗碳的四硼化钨超硬材料的制备方法，其特征在于：按摩尔比，将不同粒径的10~12.5 %的B粉末和87.5~90 %的W粉末在磨球为WC球的行星式高能球磨机中进行混合，混合均匀后得到混合粉末；所述混合粉末装入石墨模具，并在粉末柱体上下两侧分别放入两片0.5 mm石墨片，然后使用放电等离子烧结炉进行...

【技术特征摘要】

1.一种渗碳的四硼化钨超硬材料，其特征在于：该材料是由wb4相和t-b两相组成的wb4-tb块体材料；且该材料在0.49 n载荷下的维氏硬度为63.05 gpa，导电率为1.7×105s/m，单边预裂纹梁法测得断裂韧性为4.7 ± 0.5 mpa•m1/2。

2.如权利要求1所述的一种渗碳的四硼化钨超硬材料的制备方法，其特征在于：按摩尔比，将不同粒径的10~12.5 %的b粉末和87.5~90 %的w粉末在磨球为wc球的行星式高能球磨机中进行混合，混合均匀后得到混合粉末；所述混合粉末装入石墨模具，并在粉末柱体上下两侧分别放入两片0.5 mm石墨片，然后使用放电等离子烧结炉进行粉末烧结，烧结完成后自然冷却至室温，即得w...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱圣宇，杨军，侯桂鑫，刘维民，程军，陈文元，谈辉，陈娇，孙奇春，陈娟娟，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：