CN105692641A - 一种硼化钨的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

一种硼化钨的制备方法及应用，材料技术领域，本发明通过高温高压的合成方式，实现了目标材料物相组成的合成可控，大大缩短了合成工艺路线，实现了高效节能的目标，合成的硼化钨粉末粒度均匀，晶粒结晶完整，与常规方法合成的硼化钨材料相比性能有了明显提升，使生产出的硼化钨材料具有更广泛的用途和更强的市场竞争力，本发明合成的硼化钨粉末具有纯度高、成本低、粒度均匀等优点，因此，采用本发明合成的粉末可用于耐磨钢、涂层材料、硬质合金、靶材、坩埚及功能材料等领域。

Description

一种硼化钨的制备方法及应用
【技术领域】
本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种硼化钨的制备方法及应用。
【背景技术】
已知的，B-W系化合物在现代工业中有着极为重要的地位，它具有高熔点、高硬度、耐磨损、耐高温、耐腐烛以及优良的导电性等性能，被广泛应用于高温结构材料、耐火材料、电极材料、结构材料、耐磨材料等领域，并且随着科学技术的进步，B-W系化合物的应用领域还将进一步被拓展，展现出更多的用途。
目前，国内外关于B-W系化合物的研究报道较少，东北大学的曹晓舟、王超等人在《无机材料学报》第29卷第5期发表了一篇题为“无压烧结制备硼化钨陶瓷”的学术论文，文中作者采用常规固相合成的方法在1400℃温度下合成了硼化钨粉体，由于B/W摩尔比为2.5和4.0时才可以得到主要物相为WB2、WB4的硼化钨粉体，且这种粉末中还含有其他杂相。由于B元素在工业应用中具有与稀土元素等同的地位，价格昂贵，因此这种方法合成的硼化钨成本很高，并由于这种方法得不到单一物相，也限制了这种材料在生产技术中的应用。
【发明内容】
为了克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种硼化钨的制备方法及应用，本发明通过高温高压的合成方式，实现了目标材料物相组成的合成可控，大大缩短了合成工艺路线，实现了高效节能的目标，合成的硼化钨粉末粒度均匀，晶粒结晶完整，与常规方法合成的硼化钨材料相比性能有了明显提升，使生产出的硼化钨材料具有更广泛的用途和更强的市场竞争力。
为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：
一种硼化钨的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：
第一步：首先将B/W摩尔比为n的硼粉和钨粉置于混料罐中，充分混合2～24h后取出；
第二步：接上步，将混合均匀的硼粉和钨粉放置于内壁涂有BN粉末的石墨坩埚内，然后将坩埚和粉末一起放入高温高压容器中，压力设置为0.5～20GPa，然后以0.5～30℃/min的升温速度升至800～2000℃，保温0.5～8h后取出；
第三步：接上步，将合成的粉末破碎后进行筛分，得到B/W摩尔比为n的硼化钨粉末。
所述的硼化钨的制备方法，所述第一步中硼粉的摩尔比为0.5≤n≤4。
所述的硼化钨的制备方法，所述第一步中钨粉的摩尔比为0.5≤n≤4。
所述的硼化钨的制备方法，所述第一步中硼粉的纯度为≥99.5％。
所述的硼化钨的制备方法，所述第一步中钨粉的纯度为≥99.5％。
一种硼化钨的应用，硼化钨应用于耐磨钢、涂层材料、硬质合金、靶材、坩埚及功能材料领域。
采用如上所述的技术方案，具有如下有益效果：
本发明所述的一种硼化钨的制备方法及应用，本发明通过高温高压的合成方式，实现了目标材料物相组成的合成可控，大大缩短了合成工艺路线，实现了高效节能的目标，合成的硼化钨粉末粒度均匀，晶粒结晶完整，与常规方法合成的硼化钨材料相比性能有了明显提升，使生产出的硼化钨材料具有更广泛的用途和更强的市场竞争力，本发明合成的硼化钨粉末具有纯度高、成本低、粒度均匀等优点，因此，采用本发明合成的粉末可用于耐磨钢、涂层材料、硬质合金、靶材、坩埚及功能材料等领域。
【附图说明】
图1为本发明合成的WB粉末的X射线衍射图谱；
图2为本发明合成的WB粉末的SEM形貌×500；
图3为本发明合成的WB粉末的SEM形貌×1500；
图4为本发明合成的WB粉末的SEM形貌×3000；
【具体实施方式】
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；
结合附图1～4，本发明所述的一种硼化钨的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：
第一步：首先将B/W摩尔比为n的硼粉和钨粉置于混料罐中，充分混合2～24h后取出；所述硼粉的摩尔比为0.5≤n≤4，所述钨粉的摩尔比为0.5≤n≤4；所述硼粉的纯度为≥99.5％，所述钨粉的纯度为≥99.5％；
第二步：接上步，将混合均匀的硼粉和钨粉放置于内壁涂有BN粉末的石墨坩埚内，然后将坩埚和粉末一起放入高温高压容器中，压力设置为0.5～20GPa，然后以0.5～30℃/min的升温速度升至800～2000℃，保温0.5～8h后取出；
第三步：接上步，将合成的粉末破碎后进行筛分，得到B/W摩尔比为n的硼化钨粉末。
一种硼化钨的应用，硼化钨应用于耐磨钢、涂层材料、硬质合金、靶材、坩埚及功能材料领域。
本发明的具体实施例如下：
实例1：
(1)将B/W摩尔比为1.0的硼粉(≥99.5)和钨粉(≥99.5)置于混料罐中，充分混合后取出；
(2)将混合均匀的硼粉和钨粉放置于内壁涂有BN粉末的石墨坩埚内，然后将坩埚和粉末一起放入高温高压容器中，在一定压力下，升温至合适的烧结温度，保温一段时间后取出；
(3)将合成的粉末破碎后过筛，得到化学式为WB的硼化钨粉末。
实例2：
(1)将B/W摩尔比为1.15的硼粉(≥99.5)和钨粉(≥99.5)置于混料罐中，充分混合后取出；
(2)将混合均匀的硼粉和钨粉放置于内壁涂有BN粉末的石墨坩埚内，然后将坩埚和粉末一起放入高温高压容器中，在一定压力下，升温至合适的烧结温度，保温一段时间后取出；
(3)将合成的粉末破碎后过筛，得到化学式为WB和WB2的硼化钨混合粉末。
实例3：
(1)将B/W摩尔比为2.0的硼粉(≥99.5)和钨粉(≥99.5)置于混料罐中，充分混合后取出；
(2)将混合均匀的硼粉和钨粉放置于内壁涂有BN粉末的石墨坩埚内，然后将坩埚和粉末一起放入高温高压容器中，在一定压力下，升温至合适的烧结温度，保温一段时间后取出；
(3)将合成的粉末破碎后过筛，得到化学式为WB2的硼化钨粉末。
实施例1是WB粉末的制备工艺；实施例2是WB和WB2混合粉末的制备工艺；实施例3是WB2粉末的制备工艺。给出这三种实施例目的是为了说明该发明制备出了高品质的硼化钨粉末
本发明具有如下优点：
(1)通过高温加压的合成方法，可根据合成前B/W摩尔比n(n＝0.5、1、2、2.5、4或0.5≤n≤4)的设定，制备出完全符合材料设计的硼化钨粉末，这种粉末可以是W2B、WB、WB2、WB2.5、WB4或这几者的混合物，工艺过程可控；
(2)工艺路线短，高效节能；
(3)合成的硼化钨粉末粒度均匀，晶粒结晶完整，化学纯度≥99.8；
(4)应用范围广，基于本发明合成的硼化钨粉末具有纯度高、成本低、粒度均匀等优点。因此，采用本发明合成的粉末可用于耐磨钢、涂层材料、硬质合金、靶材、坩埚及功能材料等领域。
本发明未详述部分为现有技术。
为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的。但是应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (6)

1.一种硼化钨的制备方法，其特征是：所述制备方法具体包括如下步骤：
第一步：首先将B/W摩尔比为n的硼粉和钨粉置于混料罐中，充分混合2～24h后取出；
第二步：接上步，将混合均匀的硼粉和钨粉放置于内壁涂有BN粉末的石墨坩埚内，然后将坩埚和粉末一起放入高温高压容器中，压力设置为0.5～20GPa，然后以0.5～30℃/min的升温速度升至800～2000℃，保温0.5～8h后取出；
第三步：接上步，将合成的粉末破碎后进行筛分，得到B/W摩尔比为n的硼化钨粉末。
2.根据权利要求1所述的硼化钨的制备方法，其特征是：所述第一步中硼粉的摩尔比为0.5≤n≤4。
3.根据权利要求1所述的硼化钨的制备方法，其特征是：所述第一步中钨粉的摩尔比为0.5≤n≤4。
4.根据权利要求1所述的硼化钨的制备方法，其特征是：所述第一步中硼粉的纯度为≥99.5％。
5.根据权利要求1所述的硼化钨的制备方法，其特征是：所述第一步中钨粉的纯度为≥99.5％。
6.利用权利要求1～5任一权利要求所述的一种硼化钨的制备方法的一种硼化钨的应用，其特征是：硼化钨应用于耐磨钢、涂层材料、硬质合金、靶材、坩埚及功能材料领域。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106116593A (zh) * 2016-06-28 2016-11-16 东北大学 一种四硼化钨陶瓷粉体的制备方法
CN107215879A (zh) * 2017-06-07 2017-09-29 中国工程物理研究院材料研究所 一种中子和γ射线综合屏蔽填料及其制备方法
CN107285329A (zh) * 2017-05-27 2017-10-24 广东工业大学 一种二硼化钨硬质材料及其制备方法和应用
WO2017222682A1 (en) * 2016-06-24 2017-12-28 Tosoh Smd, Inc. Tungsten-boron sputter targets and films made thereby
CN108411216A (zh) * 2018-03-13 2018-08-17 如皋市非标轴承有限公司 一种耐磨耐腐蚀轴承及制作工艺
RU2698827C1 (ru) * 2018-08-01 2019-08-30 Общество с ограниченной ответственностью "Газпромнефть Научно-Технический Центр" (ООО "Газпромнефть НТЦ") Способ получения сверхтвердого материала и сверхтвердый материал на основе пентаборида вольфрама
RU2706913C1 (ru) * 2019-07-16 2019-11-21 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» Способ получения материала, содержащего борид вольфрама
CN111777080A (zh) * 2020-07-28 2020-10-16 辽宁中色新材科技有限公司 一种铝热法生产钨的硼化物的方法
US11351609B2 (en) * 2020-07-15 2022-06-07 Millennitek Llc Synthesis of tungsten tetraboride

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62104001A (ja) * 1985-10-30 1987-05-14 太陽誘電株式会社 抵抗材料
CN102001674A (zh) * 2010-12-27 2011-04-06 鲍迎全 高纯硼化钨的生产方法
CN102530974A (zh) * 2012-02-28 2012-07-04 吉林大学 钼的硼化物的高温高压制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62104001A (ja) * 1985-10-30 1987-05-14 太陽誘電株式会社 抵抗材料
CN102001674A (zh) * 2010-12-27 2011-04-06 鲍迎全 高纯硼化钨的生产方法
CN102530974A (zh) * 2012-02-28 2012-07-04 吉林大学 钼的硼化物的高温高压制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曹晓舟等: "无压烧结制备硼化钨陶瓷", 《无机材料学报》 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200332410A1 (en) * 2016-06-24 2020-10-22 Tosoh Smd, Inc. Tungsten-boron sputter targets and films made thereby
WO2017222682A1 (en) * 2016-06-24 2017-12-28 Tosoh Smd, Inc. Tungsten-boron sputter targets and films made thereby
CN106116593A (zh) * 2016-06-28 2016-11-16 东北大学 一种四硼化钨陶瓷粉体的制备方法
CN106116593B (zh) * 2016-06-28 2021-06-04 东北大学 一种四硼化钨陶瓷粉体的制备方法
CN107285329A (zh) * 2017-05-27 2017-10-24 广东工业大学 一种二硼化钨硬质材料及其制备方法和应用
CN107285329B (zh) * 2017-05-27 2020-07-28 广东工业大学 一种二硼化钨硬质材料及其制备方法和应用
CN107215879A (zh) * 2017-06-07 2017-09-29 中国工程物理研究院材料研究所 一种中子和γ射线综合屏蔽填料及其制备方法
CN108411216A (zh) * 2018-03-13 2018-08-17 如皋市非标轴承有限公司 一种耐磨耐腐蚀轴承及制作工艺
RU2698827C1 (ru) * 2018-08-01 2019-08-30 Общество с ограниченной ответственностью "Газпромнефть Научно-Технический Центр" (ООО "Газпромнефть НТЦ") Способ получения сверхтвердого материала и сверхтвердый материал на основе пентаборида вольфрама
WO2020027688A1 (en) * 2018-08-01 2020-02-06 Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostyu "Gaspromneft Nauchno-Tehnichesky Tsentr" (Ooo "Gaspromneft Ntc") A method of production of a superhard material and superhard material based on tungsten pentaboride
RU2706913C1 (ru) * 2019-07-16 2019-11-21 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» Способ получения материала, содержащего борид вольфрама
US11351609B2 (en) * 2020-07-15 2022-06-07 Millennitek Llc Synthesis of tungsten tetraboride
CN111777080A (zh) * 2020-07-28 2020-10-16 辽宁中色新材科技有限公司 一种铝热法生产钨的硼化物的方法
CN111777080B (zh) * 2020-07-28 2022-06-07 辽宁中色新材科技有限公司 一种铝热法生产钨的硼化物的方法

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