CN109072360A - 四硼化钨之粘合剂组合物及彼之研磨方法 - Google Patents
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Abstract
在某些实施方案中，本文公开了包含基于钨的金属组合物和合金的复合材料、方法、工具和研磨材料。在一些情形中，所述复合材料或材料抗氧化。
Description
交叉引用
本申请要求2016年1月25日提交的美国临时申请号62/286,865 的权益，所述申请以引用的方式并入本文。
关于联邦赞助研究的声明
本发明是在美国政府的支持下，在美国国家科学基金会材料研究部(DMR)的合同号DMR-1506860下完成的。政府对本发明具有一定的权利。
发明背景
金刚石由于优异的机械特性，并且特别是其硬度>70GPa，传统上一直是磨料应用的选择材料。然而，由于需要高温和高压条件的组合，因此金刚石在性质上是罕见的并且难以人工合成。因此，金刚石的工业应用通常受成本限制。此外，由于其在材料表面上的石墨化和脆性碳化物的形成(这导致差的切削性能)，因此金刚石不是高速切削铁基合金的期望选择。
发明内容
在一些实施方案中，本文描述了一种复合材料，其包含两种组合物：
(a)第一式(W1-xMxXy)n的组合物，
其中：
W是钨(W)；
X是硼(B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钪(Sc)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少2.0；
n是0.001至0.999；以及
(b)第二式Tq的组合物，
其中：
T是包含元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13 或14族过渡金属元素的至少一种元素；
T可任选地包含是元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、 12、13或14族过渡金属元素的组合的合金；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，提供了一种制备复合材料的方法，其中将第一组合物和第二组合物混合，并且在力下压制以产生生粒料，然后将其在高温真空炉中烧结一段时间以产生具有粘合剂的完全致密化四硼化钨(WB4)复合材料。在一些实施方案中，提供了一种制备复合材料的方法，其中将第一组合物和第二组合物i)混合，并且装载到石墨模具中以经受液压压实，以及ii)然后装载到火花等离子体烧结炉(SPS)或高温高压炉(HTHP)或热等静压机(HIP)中以产生具有粘合剂的完全致密化四硼化钨(WB4)复合材料。
在另一方面，本文描述了一种包括用于切削或研磨的表面或主体的工具，所述表面或主体至少是硬质材料的表面，其中所述硬质材料包含两种组合物：
(a)第一式(W1-xMxXy)n的组合物，
其中：
W是钨(W)；
X是硼(B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钪(Sc)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少2.0；
n是0.001至0.999；以及
(b)第二式Tq的组合物，
其中：
T是包含元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13 或14族过渡金属元素的至少一种元素；
T可任选地包含是元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、 12、13或14族过渡金属元素的组合的合金；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1。
在某些实施方案中，本文还描述了一种复合材料，其包含两种组合物：
(a)包含第一式(W1-xMxXy)n的组合物，
其中：
W是钨(W)；
X是硼(B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钪(Sc)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少2.0；
n是0.001至0.999；以及
(b)包含第二式(M’X’)q、(M’X’2)q、(M’X’4)q、(M’X’6)q或(M’X’12)q或其组合的组合物，
其中：
X’是B、Be和Si中的一种，
M’是Hf、Zr和Y中的至少一种；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1；并且
其中第二组合物(b)包围第一组合物的部分或全部边缘，用作保护性涂层。
在另一方面，本文描述了一种包括用于切削或研磨的表面或主体的工具，所述表面或主体至少是硬质材料的表面，其中所述硬质材料包含两种组合物，其中：
(a)包含第一式(W1-xMxXy)n的组合物，
其中：
W是钨(W)；
X是硼(B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钪(Sc)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少2.0；
n是0.001至0.999；以及
(b)包含第二式(M’X’)q、(M’X’2)q、(M’X’4)q、(M’X’6)q或(M’X’12)q或其组合的组合物，
其中：
X’是B、Be和Si中的一种，
M’是Hf、Zr和Y中的至少一种；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1；并且
其中第二组合物(b)包围第一组合物的部分或全部边缘，用作保护性涂层。
附图说明
本发明主题的新颖特征在随附权利要求书中具体阐明。通过参考以下阐述利用了本发明主题的原理的说明性实施方案的详细说明和以下附图将获得对本发明主题的特征和优势的更充分理解：
通过考虑说明书、附图和实施例，其他目的和优势将变得显而易见。
图1.粘合剂材料将如何与母体材料相互作用并包围其的非限制性说明。在此图像中显示的粘合剂含量与母体组合物比率仅是示例性的，并且不完全代表可在本文所述主题的最大程度上使用的粘合剂材料的范围。
具体实施方式
以下详细讨论本发明主题的一些实施方案。在描述实施方案时，为了清楚起见而采用了特定术语。然而，本发明主题并不旨在限于如此选择的特定术语。相关领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明主题的广义概念的情况下，可采用其他等效部件并开发其他方法。本说明书中任何地方引用的所有参考文献，包括背景技术和详细描述部分，均以引用方式并入，如同每个参考文献已单独并入。
基于钨的复合材料
已发现具有过渡金属和轻元素的四硼化钨(WB4)的组成变化实现了优异的硬度以及对高速切削的耐磨性。W1-xMxXy组合物的韧性
其中：
W是钨(W)；
X是硼(B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钪(Sc)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少4.0；
有时在磨损方面并不令人满意。对于具有高韧性和硬度的复合材料存在长期和尚未满足的需求。
本文描述了一种W1-xMxXy的复合材料，其中添加了粘合剂。在一些方面，本文所述的粘合剂材料是元素周期表的第4-、5-、6-、 7-、8-、9-、10-、11-、12-、13-或14-族金属，其具有有益的存在，因为它增加和/或增强断裂韧性、耐磨性、导热性和/或延展性。在某些方面，烧结复合材料中存在的粘合剂的量(作为总质量的质量百分比)根据具体应用而变化。例如，一些应用可能需要更高的断裂韧性；因此，所需粘合剂的量可能高于需要较高耐磨性的应用(其固有地使用较少的粘合剂)。某些用途的实例包括但不限于硬面工具、车床插入件、井下钻头体、量规垫、挤压模表面、气动和液压磨损介质头。
作为非限制性实例，粘合剂可包含Fe、Co、Ni或Cu，可引入第二相，诸如镍的低硼化物(即NiB)，或可引入复杂的第二相，诸如 W2NiB2。在一些实施方案中，这些相存在于母体组合物微晶的晶界处。
此外，具有过渡金属和轻元素的四硼化钨(WB4)的组成变化作为切削和/或研磨工具表现良好。本文描述了一种含有M’X’、M’X’2、 M’X’4、M’X’6和M’X’12的任何组合的保护性涂层，其中X'是硼 (B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种，并且M含有选自含有Hf、Zr和Y的组的一种或多种元素；其中所述涂层包围具有过渡金属和轻元素的四硼化钨(WB4)的边缘，这产生具有更好的高温抗氧化性的复合材料。
在其他方面，还非常期望改善W1-xMxXy组合物的高温抗氧化性。例如，改善抗氧化性防止过度的腐蚀性累积。这反过来又延长了复合材料的寿命周期，保护复合材料免受侵蚀、应力和开裂，同时改善了压缩、焊接和/或制造的容易性。
在一些实施方案中，本文描述了一种复合材料，其包含两种组合物：
(a)第一式(W1-xMxXy)n的组合物，
其中：
W是钨(W)；
X是硼(B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钪(Sc)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少2.0；
n是0.001至0.999；以及
(b)第二式Tq的组合物，
其中：
T是包含元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13 或14族过渡金属元素的至少一种元素；
T可任选地包含是元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、 12、13或14族过渡金属元素的组合的合金；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，X是B或Si。在一些实施方案中，X是Be 或Si。在一些实施方案中，X是B。在一些实施方案中，X是Be。在一些实施方案中，X是Si。在一些实施方案中，M包含Re、Ta、 Mn、Cr、Hf、Ta、Zr和Y中的至少一种。在一些实施方案中，M包含Re、Ta、Mn和Cr中的至少一种。在一些实施方案中，M包含 Ta、Mn和Cr中的至少一种。在一些实施方案中，M包含Hf、Zr和 Y中的至少一种。在一些实施方案中，M包含选自Ti、V、Cr、 Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、Ta、Re、 Os、Ir、Li、Sc、Y和Al中的两种或更多种元素。在一些实施方案中，M选自Re、Ta、Mn、Cr、Hf、Ta、Zr、Y、Ta和Mn，或Ta 和Cr。在一些实施方案中，M选自Re、Ta、Mn、Cr和Mn，或Ta 和Cr。在一些实施方案中，M包含Ta和选自Mn或Cr的元素。在一些实施方案中，x是0.001至0.7。在一些实施方案中，x是0.001 至0.4。在一些实施方案中，x是0.001至0.2。在一些实施方案中，y 是至少4。在一些实施方案中，X是B，M是Re，并且x是至少0.001 且小于0.6。在一些实施方案中，X是B，M是Ta，并且x是至少 0.001且小于0.6。在一些实施方案中，x是约0.02。在一些实施方案中，X是B，M是Mn，并且x是至少0.001且小于0.6。在一些实施方案中，x是约0.04。在一些实施方案中，X是B，M是Cr，并且x 是至少0.001且小于0.6。在一些实施方案中，X是B，M包含Ta和 Mn，y是至少4，并且x是至少0.001且小于0.4。在一些实施方案中，复合材料包含W0.94Ta0.02Mn0.04B4。在一些实施方案中，X是B， M包含Ta和Cr，y是至少4，并且x是至少0.001且小于0.2。在一些实施方案中，复合材料包含W0.94Ta0.02Cr0.05B4。在一些实施方案中，T是包含元素周期表中的至少一种第8、9、10、11、12、13或 14族元素的合金。在一些实施方案中，T是包含元素周期表中的两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种或者六种或更多种第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14族元素的合金。在一些实施方案中，T是包含选自Cu、Ni、Co、Fe、Si、Al和 Ti或其任何组合的至少一种元素的合金。在一些实施方案中，T是包含选自Co、Ni、Fe、Si、Ti、W、Sn、Ta或其任何组合的至少一种元素的合金。在一些实施方案中，T是包含Co的合金。在一些实施方案中，T是包含Fe的合金。在一些实施方案中，T是包含Ni的合金。在一些实施方案中，T是包含Sn的合金。在一些实施方案中，T是包含约40重量％至约60重量％的Cu、约10重量％至约20 重量％的Co、0重量％至约7重量％的Sn、约5重量％至约15重量％的Ni和约10重量％至约20重量％的W的合金。在一些实施方案中， T是包含约50重量％的Cu、约20重量％的Co、约5重量％的Sn、约10重量％的Ni和约15重量％的W的合金。在一些实施方案中，q 和n是重量百分比范围。在一些实施方案中，q是0.01至0.7。在一些实施方案中，q是0.1至0.3。在一些实施方案中，q是约0.05、 0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45或0.5。在一些实施方案中，q是0.7至0.8。在一些实施方案中，n是0.01至0.5。在一些实施方案中，n是约0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45 或0.5。在一些实施方案中，n是约0.25。在一些实施方案中，复合材料形成固溶体。在一些实施方案中，复合材料抗氧化。在一些实施方案中，复合材料是致密化复合材料。
在一些实施方案中，提供了一种制备复合材料的方法，其中将第一组合物和第二组合物混合，并且在力下压制以产生生粒料，然后将其在高温真空炉中烧结一段时间以产生具有粘合剂的完全致密化四硼化钨(WB4)复合材料。在一些实施方案中，提供了一种制备复合材料的方法，其中将第一组合物和第二组合物i)混合，并且装载到石墨模具中以经受液压压实，以及ii)然后装载到火花等离子体烧结炉(SPS)或高温高压炉(HTHP)或热等静压机(HIP)中以产生具有粘合剂的完全致密化四硼化钨(WB4)复合材料。
在另一方面，本文描述了一种包括用于切削或研磨的表面或主体的工具，所述表面或主体至少是硬质材料的表面，其中所述硬质材料包含两种组合物：
(a)第一式(W1-xMxXy)n的组合物，
其中：
W是钨(W)；
X是硼(B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钪(Sc)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少2.0；
n是0.001至0.999；以及
(b)第二式Tq的组合物，
其中：
T是包含元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13 或14族过渡金属元素的至少一种元素；
T可任选地包含是元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、 12、13或14族过渡金属元素的组合的合金；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，X是B。在一些实施方案中，M是Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta或Cr中的一种。在一些实施方案中，X是B并且M是Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta和Cr中的一种。在一些实施方案中，T包含至少一种包含铁(Fe)、钴(Co)或镍(Ni)的元素。在一些实施方案中，T包含一种包含铁(Fe)、钴(Co) 或镍(Ni)的元素。在一些实施方案中，T是包含Co的合金。在一些实施方案中，T是包含Fe的合金。在一些实施方案中，T是包含Ni 的合金。在一些实施方案中，T是包含Sn的合金。在一些实施方案中，T是包含约40重量％至约60重量％的Cu、约10重量％至约20 重量％的Co、0重量％至约7重量％的Sn、约5重量％至约15重量％的Ni和约10重量％至约20重量％的W的合金。在一些实施方案中， T是包含约50重量％的Cu、约20重量％的Co、约5重量％的Sn、约10重量％的Ni和约15重量％的W的合金。在一些实施方案中，第二组合物的重量％范围是0.01至0.5。在一些实施方案中，第二组合物的重量％范围是0.1至0.5。在一些实施方案中，第二组合物是 Co并且第二组合物的重量％范围是0.1至0.5。
在一些实施方案中，提供了一种制备复合材料的方法，其将第一组合物和第二组合物混合，并且在力下压制以产生生粒料，然后将其在高温真空炉中烧结一段时间以产生具有粘合剂的完全致密化四硼化钨(WB4)复合材料。在一些实施方案中，提供了一种制备复合材料的方法，其将第一组合物和第二组合物i)混合，并且装载到石墨模具中以经受液压压实，以及ii)然后装载到火花等离子体烧结炉 (SPS)或高温高压炉(HTHP)或热等静压机(HIP)中以产生具有粘合剂的完全致密化四硼化钨(WB4)复合材料。
在某些实施方案中，本文还描述了一种复合材料，其包含两种组合物：
(a)包含第一式(W1-xMxXy)n的组合物，
其中：
W是钨(W)；
X是硼(B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钪(Sc)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少2.0；
n是0.001至0.999；以及
(b)包含第二式(M’X’)q、(M’X’2)q、(M’X’4)q、(M’X’6)q或(M’X’12)q或其组合的组合物，
其中：
X’是B、Be和Si中的一种，
M’是Hf、Zr和Y中的至少一种；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1；并且
其中第二组合物(b)包围第一组合物的部分或全部边缘，用作保护性涂层。
在一些实施方案中，X是B。在一些实施方案中，M是Re、 Ta、Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta或Cr中的一种。在一些实施方案中，X是B并且M是Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta和Cr中的一种。在一些实施方案中，X’是B。在一些实施方案中，M’是 Hf、Zr和Y中的一种。
在另一方面，本文描述了一种包括用于切削或研磨的表面或主体的工具，所述表面或主体至少是硬质材料的表面，其中所述硬质材料包含两种组合物，其中：
(a)包含第一式(W1-xMxXy)n的组合物，
其中：
W是钨(W)；
X是硼(B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钪(Sc)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少2.0；
n是0.001至0.999；以及
(b)包含第二式(M’X’)q、(M’X’2)q、(M’X’4)q、(M’X’6)q或(M’X’12)q或其组合的组合物，
其中：
X’是B、Be和Si中的一种，
M’是Hf、Zr和Y中的至少一种；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1；并且
其中第二组合物(b)包围第一组合物的部分或全部边缘，用作保护性涂层。
在一些实施方案中，X是B。在一些实施方案中，M是Re、 Ta、Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta或Cr中的一种。在一些实施方案中，X是B并且M是Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta和Cr中的一种。在一些实施方案中，X是B。在一些实施方案中，M’是 Hf、Zr和Y中的一种。
在一些实施方案中，本文描述了一种复合材料，其包含两种组合物：
(a)包含第一式(W1-xMxXy)n的组合物，
其中：
W是钨(W)；
X是硼(B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钪(Sc)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少2.0；
n是0.001至0.999；以及
(b)包含第二式Tq的组合物，
其中：
T是包含元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13 或14族过渡金属元素的至少一种元素；
T可任选地包含是元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、 12、13或14族过渡金属元素的组合的合金；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，来自第一式W1-xMxXy的X是B和Si中的一种。在一些实施方案中，来自第一式W1-xMxXy的X是Be和Si中的一种。在一些情况下，X是B。在其他情况下，X是Si。在另外的情况下，X是Be。
在一些实施方案中，M包含Re、Ta、Mn、Cr、Hf、Ta、Zr和 Y中的至少一种。在一些实施方案中，M包含Re、Ta、Mn和Cr中的至少一种。有时，M可包含Ta、Mn和Cr中的至少一种。其他时候，M可包含Hf、Zr和Y中的至少一种。在一些情况下，M至少包含Re。在一些情况下，M至少包含Ta。在一些情况下，M至少包含Mn。在一些情况下，M至少包含Cr。在一些情形中，M至少包含Hf。在一些情形中，M至少包含Zr。在一些情形中，M至少包含 Y。在一些情形中，M至少包含Ti。在一些情形中，M至少包含V。在一些情形中，M至少包含Co。在一些情形中，M至少包含Ni。在一些情形中，M至少包含Cu。在一些情形中，M至少包含Zn。在一些情形中，M至少包含Nb。在一些情形中，M至少包含Mo。在一些情形中，M至少包含Ru。在一些情形中，M至少包含Os。在一些情形中，M至少包含Ir。在一些情形中，M至少包含Li。
在一些情况下，M包含选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、 Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、Ta、Re、Os、Ir、Li、Sc、Y和 Al的两种或更多种元素。在一些情形中，M包含Ta和选自Ti、V、 Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、Re、 Os、Ir、Li、Y和Al的元素。在一些情形中，M包含Ta和选自Mn 或Cr的元素。在一些情形中，M包含Hf和选自Ti、V、Cr、Mn、 Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Re、Os、Ir、Li、Ta、 Y和Al的元素。在一些情形中，M包含Zr和选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ta、Nb、Mo、Ru、Hf、Re、Os、Ir、Li、 Y和Al的元素。在一些情形中，M包含Y和选自Ti、V、Cr、Mn、 Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ta、Nb、Mo、Ru、Hf、Re、Os、Ir、Li、 Zr和Al的元素。
在一些实施方案中，M选自Re、Ta、Mn、Cr、Hf、Ta、Zr、Y 和Mn，或Ta和Cr。在一些实施方案中，M选自Re、Ta、Mn、Cr 和Mn，或Ta和Cr。有时，M可选自Ta、Mn、Cr和Mn，或Ta和 Cr。M可以是Re。其他时候，M可选自Hf、Zr和Y。M可以是Ta。 M可以是Mn。M可以是Cr。M可以是Ta和Mn。M可以是Ta和 Cr。M可以是Hf。M可以是Zr。M可以是Y。M可以是Ti。M可以是V。M可以是Co。M可以是Ni。M可以是Cu。M可以是Zn。 M可以是Nb。M可以是Mo。M可以是Ru。M可以是Os。M可以是Ir。M可以是Li。M可以是Sc。M可以是Al。
有时，x可具有0.001至0.999范围内，包括端值在内的值。有时，x可具有0.001至0.999、0.005至0.99、0.01至0.95、0.05至 0.9、0.1至0.9、0.001至0.6、0.005至0.6、0.01至0.6、0.05至0.6、 0.1至0.6、0.2至0.6、0.3至0.6、0.4至0.6、0.001至0.55、0.005至0.55、0.01至0.55、0.05至0.55、0.1至0.55、0.2至0.55、0.3至 0.55、0.4至0.55、0.45至0.55、0.001至0.5、0.005至0.5、0.01至 0.5、0.05至0.5、0.1至0.5、0.2至0.5、0.3至0.5、0.4至0.5、0.5 至0.55、0.45至0.5、0.001至0.4、0.005至0.4、0.01至0.4、0.05至 0.4、0.1至0.4、0.2至0.4、0.001至0.3、0.005至0.3、0.01至0.3、 0.05至0.3、0.1至0.3、0.001至0.2、0.005至0.2、0.01至0.2、0.05 至0.2或0.1至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些情形中，x具有0.1至0.9范围内，包括端值在内的值。在一些情况下，x具有 0.001至0.6、0.005至0.6、0.001至0.4或0.001至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些情况下，x具有0.001至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.3范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.01至 0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.01 至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有 0.01至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.01至0.3范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x 具有0.01至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.8范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.7范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.3范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.8范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.7范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.2至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.3范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.8范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.7范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.4至0.8范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.4至0.7范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.4至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.4至0.5范围内，包括端值在内的值。
在一些实施方案中，x是至少0.001并且小于0.999。在一些实施方案中，x是至少0.001并且小于0.9。在一些情形中，x是至少0.001 并且小于0.6。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.5。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.4。在一些情形中，x是至少0.001 并且小于0.3。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.2。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.05。在一些情形中，x是至少0.01 并且小于0.5。在一些情形中，x是至少0.01并且小于0.4。在一些情形中，x是至少0.01并且小于0.3。在一些情形中，x是至少0.01并且小于0.2。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.5。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.4。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.3。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.2。
在一些情形中，x具有约0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、 0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、 0.46、0.47、0.48、0.49、0.5、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、 0.56、0.57、0.58、0.59、0.6、0.65、0.7、0.8、0.9、0.95、0.99或约 0.999的值。在一些情形中，x具有约0.001的值。在一些情形中，x 具有约0.005的值。在一些情形中，x具有约0.01的值。在一些情形中，x具有约0.05的值。在一些情形中，x具有约0.1的值。在一些情形中，x具有约0.15的值。在一些情形中，x具有约0.2的值。在一些情形中，x具有约0.3的值。在一些情形中，x具有约0.4的值。在一些情形中，x具有约0.41的值。在一些情形中，x具有约0.42的值。在一些情形中，x具有约0.43的值。在一些情形中，x具有约 0.44的值。在一些情形中，x具有约0.45的值。在一些情形中，x具有约0.46的值。在一些情形中，x具有约0.47的值。在一些情形中， x具有约0.48的值。在一些情形中，x具有约0.49的值。在一些情形中，x具有约0.5的值。在一些情形中，x具有约0.51的值。在一些情形中，x具有约0.52的值。在一些情形中，x具有约0.53的值。在一些情形中，x具有约0.54的值。在一些情形中，x具有约0.55的值。在一些情形中，x具有约0.56的值。在一些情形中，x具有约 0.57的值。在一些情形中，x具有约0.58的值。在一些情形中，x具有约0.59的值。在一些情形中，x具有约0.6的值。在一些情形中， x具有约0.7的值。在一些情形中，x具有约0.8的值。在一些情形中，x具有约0.9的值。在一些情形中，x具有约0.99的值。在一些情形中，x具有约0.999的值。
在一些实施方案中，X是B，M是Re，并且x是至少0.001且小于0.1。在进一步的实施方案中，X是B，M是Re，并且x是约 0.01。在进一步的实施方案中，M是Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta和Cr中的一种。在进一步的实施方案中，X是B并且M是 Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta和Cr中的一种。在进一步的实施方案中，X是B，M是Ta，并且x是至少0.001且小于0.05，或x 是约0.02。在进一步的实施方案中，X是B，M是Mn，并且x是至少0.001且小于0.4。在进一步的实施方案中，X是B，M是Cr，并且x是至少0.001且小于0.6。
在一些实施方案中，组合物基本上由W、Re和B组成，并且x 是至少0.001且小于0.1。在进一步的实施方案中，组合物基本上由 W、Re和B组成，并且x是约0.01。
在一些实施方案中，y是至少2、4、6、8或12。在一些情况下，y是至少2。在其他情况下，y是至少4。在一些情形中，y是至少6。在一些其他情形中，y是至少8。在其他情形中，y是至少12。
在一些实施方案中，n是0.001至0.999。在一些实施方案中，n 是0.001至0.999、0.005至0.999、0.01至0.999、0.05至0.999、0.1 至0.999、0.15至0.999、0.2至0.999、0.25至0.999、0.35至0.999、 0.4至0.999、0.5至0.999、0.6至0.999、0.7至0.999、0.8至0.999、0.001至0.99、0.005至0.99、0.01至0.99、0.05至0.99、0.1至0.99、 0.15至0.99、0.2至0.99、0.25至0.99、0.35至0.99、0.4至0.99、0.5 至0.99、0.6至0.99、0.7至0.99、0.8至0.99、0.01至0.9、0.05至 0.9、0.1至0.9、0.15至0.9、0.2至0.9、0.25至0.9、0.3至0.9、0.35至0.9、0.4至0.9、0.5至0.9、0.6至0.9、0.7至0.9、0.8至0.9、0.01 至0.8、0.05至0.8、0.1至0.8、0.15至0.8、0.2至0.8、0.25至0.8、 0.3至0.8、0.4至0.8、0.5至0.8、0.6至0.8、0.7至0.8、0.01至0.7、 0.05至0.7、0.1至0.7、0.2至0.7、0.3至0.7、0.4至0.7、0.5至0.7、 0.01至0.6、0.05至0.6、0.1至0.6、0.2至0.6、0.3至0.6、0.01至 0.5、0.05至0.5、0.1至0.5、0.2至0.5、0.01至0.4、0.05至0.4、0.1 至0.4、0.2至0.4、0.01至0.3、0.05至0.3、0.1至0.3、0.2至0.3、 0.75至0.99、0.75至0.9、0.75至0.8、0.8至0.99或0.8至0.9。
在一些情形中，n是约0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.15、 0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、 0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、0.99或约0.999。在一些情形中，n是约 0.001。在一些情形中，n是约0.005。在一些情形中，n是约0.01。在一些情形中，n是约0.05。在一些情形中，n是约0.1。在一些情形中，n是约0.15。在一些情形中，n是约0.2。在一些情形中，n是约 0.25。在一些情形中，n是约0.3。在一些情形中，n是约0.35。在一些情形中，n是约0.4。在一些情形中，n是约0.5。在一些情形中，n 是约0.6。在一些情形中，n是约0.7。在一些情形中，n是约0.75。在一些情形中，n是约0.8。在一些情形中，n是约0.85。在一些情形中，n是约0.9。在一些情形中，n是约0.95。在一些情形中，n是约 0.99。在一些情形中，n是约0.999。
在一些实施方案中，X是B并且M包含Re、Ta、Mn、Cr、Hf、 Ta、Zr和Y中的至少一种。在一些实施方案中，X是B并且M包含 Re、Ta、Mn和Cr中的至少一种。有时，X是B并且M可包含Ta、Mn和Cr中的至少一种。其他时候，X是B并且M可包含Hf、Zr 和Y中的至少一种。在一些情况下，X是B并且M至少包含Re。在一些情况下，X是B并且M至少包含Ta。在一些情况下，X是B并且M至少包含Mn。在一些情况下，X是B并且M至少包含Cr。在一些情形中，X是B并且M至少包含Hf。在一些情形中，X是B并且M至少包含Zr。在一些情形中，X是B并且M至少包含Y。在一些情形中，X是B并且M至少包含Ti。在一些情形中，X是B并且 M至少包含V。在一些情形中，X是B并且M至少包含Co。在一些情形中，X是B并且M至少包含Ni。在一些情形中，X是B并且M 至少包含Cu。在一些情形中，X是B并且M至少包含Zn。在一些情形中，X是B并且M至少包含Nb。在一些情形中，X是B并且M 至少包含Mo。在一些情形中，X是B并且M至少包含Ru。在一些情形中，X是B并且M至少包含Os。在一些情形中，X是B并且M 至少包含Ir。在一些情形中，X是B并且M至少包含Li。
在一些情况下，X是B并且M包含选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、 Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、Ta、Re、Os、Ir、Li、 Y和Al的两种或更多种元素。在一些情形中，X是B并且M包含 Ta和选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、 Ru、Hf、Re、Os、Ir、Li、Y和Al的元素。在一些情形中，X是B 并且M包含Ta和选自Mn或Cr的元素。在一些情形中，X是B并且M包含Hf和选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、 Nb、Mo、Ru、Re、Os、Ir、Li、Ta、Y和Al的元素。在一些情形中，X是B并且M包含Zr和选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、 Cu、Zn、Ta、Nb、Mo、Ru、Hf、Re、Os、Ir、Li、Y和Al的元素。在一些情形中，X是B并且M包含Y和选自Ti、V、Cr、Mn、 Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ta、Nb、Mo、Ru、Hf、Re、Os、Ir、Li、 Zr和Al的元素。
在一些实施方案中，X是B并且M选自Re、Ta、Mn、Cr、Hf、 Ta、Zr、Y、Ta和Mn，或Ta和Cr。在一些实施方案中，X是B并且M选自Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta和Cr。有时，X是B 并且M可选自Ta、Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta和Cr。M可以是Re。其他时候，X是B并且M可选自Hf、Zr和Y。在一些情况下，X是 B并且M是Ta。在一些情形中，X是B并且M是Mn。在一些情形中，X是B并且M是Cr。在一些情形中，X是B并且M是Ta和 Mn。在一些情形中，X是B并且M是Ta和Cr。在一些情形中，X 是B并且M是Hf。在一些情形中，X是B并且M是Zr。在一些情形中，X是B并且M是Y。在一些情形中，X是B并且M是Ti。在一些情形中，X是B并且M是V。在一些情形中，X是B并且M是 Co。在一些情形中，X是B并且M是Ni。在一些情形中，X是B并且M是Cu。在一些情形中，X是B并且M是Zn。在一些情形中， X是B并且M是Nb。在一些情形中，X是B并且M是Mo。在一些情形中，X是B并且M是Ru。在一些情形中，X是B并且M是Os。在一些情形中，X是B并且M是Ir。在一些情形中，X是B并且M 是Li。
在一些实施方案中，X是B，M是Re，并且x是至少0.001且小于0.6。在一些实施方案中，X是B，M是Re，并且x是至少0.001 且小于0.5。在一些实施方案中，X是B，M是Re，并且x是至少 0.001且小于0.4。在一些实施方案中，X是B，M是Re，并且x是至少0.001且小于0.3。在一些实施方案中，X是B，M是Re，并且 x是至少0.001且小于0.2。在一些实施方案中，X是B，M是Re，并且x是至少0.001且小于0.1。
在一些实施方案中，X是B，M是Ta，并且x是至少0.001且小于0.6。在一些实施方案中，X是B，M是Ta，并且x是至少0.001 且小于0.5。在一些实施方案中，X是B，M是Ta，并且x是至少 0.001且小于0.4。在一些实施方案中，X是B，M是Ta，并且x是至少0.001且小于0.3。在一些实施方案中，X是B，M是Ta，并且 x是至少0.001且小于0.2。在一些实施方案中，X是B，M是Ta，并且x是至少0.001且小于0.1。在一些实施方案中，X是B，M是 Ta，并且x是至少0.001且小于0.05。在一些实施方案中，X是B， M是Ta，并且x是约0.02。在一些实施方案中，X是B，M是Ta，并且x是约0.04。
在一些实施方案中，X是B，M是Mn，并且x是至少0.001且小于0.6。在一些实施方案中，X是B，M是Mn，并且x是至少0.001 且小于0.5。在一些实施方案中，X是B，M是Mn，并且x是至少 0.001且小于0.4。在一些实施方案中，X是B，M是Mn，并且x是至少0.001且小于0.3。在一些实施方案中，X是B，M是Mn，并且 x是至少0.001且小于0.2。在一些实施方案中，X是B，M是Mn，并且x是至少0.001且小于0.1。在一些实施方案中，X是B，M是 Mn，并且x是至少0.001且小于0.05。
在一些实施方案中，X是B，M是Cr，并且x是至少0.001且小于0.6。在一些实施方案中，X是B，M是Cr，并且x是至少0.001 且小于0.5。在一些实施方案中，X是B，M是Cr，并且x是至少 0.001且小于0.4。在一些实施方案中，X是B，M是Cr，并且x是至少0.001且小于0.3。在一些实施方案中，X是B，M是Cr，并且 x是至少0.001且小于0.2。在一些实施方案中，X是B，M是Cr，并且x是至少0.001且小于0.1。在一些实施方案中，X是B，M是 Cr，并且x是至少0.001且小于0.05。
在一些实施方案中，X是B并且M包含Ta和Mn。在一些实施方案中，X是B并且M是Ta和Mn。在一些实施方案中，X是B， M包含Ta和Mn，并且x是至少0.001且小于0.6。在一些情况下，复合材料包含W0.94Ta0.02Mn0.04By，其中y是至少4。在一些情况下，复合材料包含W0.94Ta0.02Mn0.04B4。
在一些情况下，X是B并且M包含Ta和Cr。在一些情况下，X 是B并且M是Ta和Cr。在一些情况下，X是B，M包含Ta和Cr，并且x是至少0.001且小于0.6。在一些情况下，复合材料包含W0.93Ta0.02Cr0.05By，其中y是至少4。在一些情况下，复合材料包含 W0.93Ta0.02Cr0.05B4。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含WB4。
来自第二式Tq的T包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、 7、8、9、10、11、12、13或14族元素。有时，T包含元素周期表中的至少一种第8、9、10、11、12、13或14族元素。在一些情况下， T包含元素周期表中的至少一种第4族元素。在一些情况下，T包含元素周期表中的至少一种第5族元素。在一些情况下，T包含元素周期表中的至少一种第6族元素。在一些情况下，T包含元素周期表中的至少一种第7族元素。在一些情况下，T包含元素周期表中的至少一种第8族元素。在一些情况下，T包含元素周期表中的至少一种第 9族元素。在一些情况下，T包含元素周期表中的至少一种第10族元素。在一些情况下，T包含元素周期表中的至少一种第11族元素。在一些情况下，T包含元素周期表中的至少一种第12族元素。在一些情况下，T包含元素周期表中的至少一种第13族元素。在一些情况下，T包含元素周期表中的至少一种第14族元素。
来自第二式Tq的T可包含含有元素周期表中的至少一种第4、 5、6、7、8、9、10、11、12、13或14族元素的合金。有时，T可以是包含元素周期表中的至少一种第8、9、10、11、12、13或14族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第4族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第5 族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第6族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第7族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第8族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第9族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第10族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第11族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第12族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第13族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第14族元素的合金。
在一些情况下，T是包含选自Cu、Ni、Co、Fe、Si、Al和Ti的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Cu、Co、Fe、 Ni、Ti和Si的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自 Cu、Co、Fe和Ni的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Co、Fe和Ni的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Al、Ti和Si的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Ti和Si的至少一种元素的合金。在一些实施方案中，T是包含 Cu的合金。在一些实施方案中，T是包含Ni的合金。在一些实施方案中，T是包含Co的合金。在一些实施方案中，T是包含Fe的合金。在一些实施方案中，T是包含Si的合金。在一些实施方案中，T 是包含Al的合金。在一些实施方案中，T是包含Ti的合金。
在一些情况下，T是包含元素周期表中的两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种或者六种或更多种第4、 5、6、7、8、9、10、11、12、13或14族元素的合金。在一些情形中，T是包含元素周期表中的两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种或者六种或更多种第8、9、10、11、12、 13或14族元素的合金。有时，合金T可包含Cu，并且任选地与 Co、Ni、Fe、Si、Ti、W、Sn或Ta中的一种或多种组合。在一些情形中，合金T包含Co、Ni、Fe、Si、Ti、W、Sn、Ta或其任何组合。在这种合金中，Cu的重量百分比可以是约40重量％至约60重量％，或可以是约50重量％。Co的重量百分比可以是约10重量％至约20重量％，或可以是约20重量％。Sn的重量百分比可小于7重量％、可高达7重量％或可以是约5重量％。Ni的重量百分比可以是约5重量％至约15重量％，或可以是约10重量％。W的重量百分比可以是约15重量％。
在一些实施方案中，q是0.001至0.999。在一些实施方案中，q 是0.001至0.999、0.005至0.999、0.01至0.999、0.05至0.999、0.1 至0.999、0.15至0.999、0.2至0.999、0.25至0.999、0.35至0.999、 0.4至0.999、0.5至0.999、0.6至0.999、0.7至0.999、0.8至0.999、0.001至0.99、0.005至0.99、0.01至0.99、0.05至0.99、0.1至0.99、 0.15至0.99、0.2至0.99、0.25至0.99、0.35至0.99、0.4至0.99、0.5 至0.99、0.6至0.99、0.7至0.99、0.8至0.99、0.01至0.9、0.05至 0.9、0.1至0.9、0.15至0.9、0.2至0.9、0.25至0.9、0.3至0.9、0.35至0.9、0.4至0.9、0.5至0.9、0.6至0.9、0.7至0.9、0.8至0.9、0.01 至0.8、0.05至0.8、0.1至0.8、0.15至0.8、0.2至0.8、0.25至0.8、 0.3至0.8、0.4至0.8、0.5至0.8、0.6至0.8、0.7至0.8、0.01至0.7、 0.05至0.7、0.1至0.7、0.2至0.7、0.3至0.7、0.4至0.7、0.5至0.7、 0.01至0.6、0.05至0.6、0.1至0.6、0.2至0.6、0.3至0.6、0.01至 0.5、0.05至0.5、0.1至0.5、0.2至0.5、0.01至0.4、0.05至0.4、0.1 至0.4、0.2至0.4、0.01至0.3、0.05至0.3、0.1至0.3、0.2至0.3、 0.75至0.99、0.75至0.9、0.75至0.8、0.8至0.99或0.8至0.9。
在一些实施方案中，q是约0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、 0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、 0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、0.99或约0.999。在一些情形中， q是约0.001。在一些情形中，q是约0.005。在一些情形中，q是约 0.01。在一些情形中，q是约0.05。在一些情形中，q是约0.1。在一些情形中，q是约0.15。在一些情形中，q是约0.2。在一些情形中， q是约0.25。在一些情形中，q是约0.3。在一些情形中，q是约0.35。在一些情形中，q是约0.4。在一些情形中，q是约0.5。在一些情形中，q是约0.6。在一些情形中，q是约0.7。在一些情形中，q 是约0.75。在一些情形中，q是约0.8。在一些情形中，q是约0.85。在一些情形中，q是约0.9。在一些情形中，q是约0.95。在一些情形中，q是约0.99。在一些情形中，q是约0.999。
在一些情形中，如本文所用，q和n是重量百分比范围。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料抗氧化。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有抗氧化特性。例如，当复合材料涂覆在工具的表面上时，与未涂覆有所述复合材料的工具相比，复合材料降低了工具的氧化速率。在替代实例中，当复合材料涂覆在工具的表面上时，与未涂覆有所述复合材料的工具相比，复合材料防止工具氧化。在一些情况下，复合材料中的Tq抑制氧化的形成或降低氧化速率。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含固溶体相。在一些实施方案中，本文所述的复合材料形成固溶体。在一些情况下，固溶体相中的复合材料包含第一式(W1-xMxXy)n的基于钨的化合物和第二式Tq。在一些情况下，固溶体相中的复合材料包含第一式 (W1- xMxB4)n的基于钨的化合物和第二式Tq。在一些情况下，固溶体相中的复合材料包含第一式(WB4)n的基于钨的化合物和第二式Tq。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约10至约70GPa 的硬度。在一些情况下，本文所述的复合材料具有约10至约60 Gpa、约10至约50GPa、约10至约40GPa、约10至约30GPa、约 20至约70GPa、约20至约60GPa、约20至约50GPa、约20至约 40GPa、约20至约30GPa、约30至约70GPa、约30至约60GPa、约30至约50GPa、约30至约45GPa、约30至约40GPa、约30至约35GPa、约35至约70GPa、约35至约60GPa、约35至约50 GPa、约35至约40GPa、约40至约70GPa、约40至约60GPa、约 40至约50GPa、约45至约60GPa或约45至约50GPa的硬度。在一些情况下，本文所述的复合材料具有约30至约50GPa、约30至约45GPa、约30至约40GPa、约30至约35GPa、约35至约50 GPa、约35至约40GPa、约40至约50GPa或约45至约50GPa的硬度。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约10GPa、约15 GPa、约20GPa、约25GPa、约30GPa、约31GPa、约32GPa、约 33GPa、约34GPa、约35GPa、约36GPa、约37GPa、约38GPa、约39GPa、约40GPa、约41GPa、约42GPa、约43GPa、约44 GPa、约45GPa、约46GPa、约47GPa、约48GPa、约49GPa、约 50GPa、约51GPa、约52GPa、约53GPa、约54GPa、约55GPa、约56GPa、约57GPa、约58GPa、约59GPa、约60GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约10GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约15GPa 或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约20 GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约25GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约30GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约31GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约32GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约33GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约34GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约35GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约36GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约37GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约38GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约39GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约40GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约41 GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约42GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约43GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约44GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约45GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约46GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约47GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约48GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约49GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约50GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约51GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约52GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约53GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约54GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约55GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约56GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约57GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约58GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约59GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约60GPa或更高的硬度。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约330GPa至约 350GPa的体积弹性横量。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约20μm或更小的晶粒尺寸。在一些情况下，复合材料具有约15μm或更小、约12μm 或更小、约10μm或更小、约8μm或更小、约5μm或更小、约2μm 或更小或者约1μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约15μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约 12μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约10μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约9μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约8μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约7μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约6μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约5μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约4μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约3μm 或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约2μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约1μm或更小的晶粒尺寸。
在一些情况下，晶粒尺寸是平均晶粒尺寸。在一些情形中，本文所述的复合材料具有约20μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情况下，复合材料具有约15μm或更小、约12μm或更小、约10μm或更小、约8μm或更小、约5μm或更小、约2μm或更小或者约1μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约15μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约12μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约10μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约9μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约8μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约7μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约6μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约5μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约4μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约3μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约2μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约1μm或更小的平均晶粒尺寸。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料是致密化复合材料。在一些情况下，致密化复合材料包含第一式(W1-xMxXy)n的基于钨的化合物和第二式Tq的化合物。在一些情况下，致密化复合材料包含第一式(W1-xMxB4)n的基于钨的化合物和第二式Tq的化合物。在一些情况下，致密化复合材料包含第一式WB4的基于钨的化合物和第二式Tq的化合物。
复合材料—四硼化钨(W1-xMxB4)n
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含：
(a)第一式(W1-xMxB4)n的组合物，
其中：
W是钨(W)；
B是硼(B)；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍 (Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
n是0.001至0.999；以及
(b)第二式Tq的组合物，
其中：
T是包含元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13 或14族过渡金属元素的至少一种元素；
T可任选地包含是元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、 12、13或14族过渡金属元素的组合的合金；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，M包含Re、Ta、Mn、Cr、Hf、Ta、Zr和 Y中的至少一种。在一些实施方案中，M包含Re、Ta、Mn和Cr中的至少一种。有时，M可包含Ta、Mn和Cr中的至少一种。其他时候，M可包含Hf、Zr和Y中的至少一种。在一些情况下，M至少包含Re。在一些情况下，M至少包含Ta。在一些情况下，M至少包含 Mn。在一些情况下，M至少包含Cr。在一些情形中，M至少包含 Hf。在一些情形中，M至少包含Zr。在一些情形中，M至少包含 Y。在一些情形中，M至少包含Ti。在一些情形中，M至少包含V。在一些情形中，M至少包含Co。在一些情形中，M至少包含Ni。在一些情形中，M至少包含Cu。在一些情形中，M至少包含Zn。在一些情形中，M至少包含Nb。在一些情形中，M至少包含Mo。在一些情形中，M至少包含Ru。在一些情形中，M至少包含Os。在一些情形中，M至少包含Ir。在一些情形中，M至少包含Li。
在一些情况下，M包含选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、 Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、Ta、Re、Os、Ir、Li、Sc、Y和 Al的两种或更多种元素。在一些情形中，M包含Ta和选自Ti、V、 Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、Re、 Os、Ir、Li、Y和Al的元素。在一些情形中，M包含Ta和选自Mn 或Cr的元素。在一些情形中，M包含Hf和选自Ti、V、Cr、Mn、 Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Re、Os、Ir、Li、Ta、 Y和Al的元素。在一些情形中，M包含Zr和选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ta、Nb、Mo、Ru、Hf、Re、Os、Ir、Li、 Y和Al的元素。在一些情形中，M包含Y和选自Ti、V、Cr、Mn、 Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ta、Nb、Mo、Ru、Hf、Re、Os、Ir、Li、 Zr和Al的元素。
在一些实施方案中，M选自Re、Ta、Mn、Cr、Hf、Ta、Zr、 Y、Ta和Mn，或Ta和Cr。在一些实施方案中，M选自Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta和Cr。有时，M可选自Ta、Mn、Cr、Ta 和Mn，或Ta和Cr。M可以是Re。其他时候，M可选自Hf、Zr和 Y。M可以是Ta。M可以是Mn。M可以是Cr。M可以是Ta和Mn。 M可以是Ta和Cr。M可以是Hf。M可以是Zr。M可以是Y。M可以是Ti。M可以是V。M可以是Co。M可以是Ni。M可以是Cu。 M可以是Zn。M可以是Nb。M可以是Mo。M可以是Ru。M可以是Os。M可以是Ir。M可以是Li。M可以是Sc。M可以是Al。
有时，x可具有0.001至0.999范围内，包括端值在内的值。有时，x可具有0.005至0.99、0.01至0.95、0.05至0.9、0.1至0.9、 0.001至0.6、0.005至0.6、0.01至0.6、0.05至0.6、0.1至0.6、0.2 至0.6、0.3至0.6、0.4至0.6、0.001至0.55、0.005至0.55、0.01至 0.55、0.05至0.55、0.1至0.55、0.2至0.55、0.3至0.55、0.4至0.55、 0.45至0.55、0.001至0.5、0.005至0.5、0.01至0.5、0.05至0.5、0.1 至0.5、0.2至0.5、0.3至0.5、0.4至0.5、0.5至0.55、0.45至0.5、 0.001至0.4、0.005至0.4、0.01至0.4、0.05至0.4、0.1至0.4、0.2 至0.4、0.001至0.3、0.005至0.3、0.01至0.3、0.05至0.3、0.1至 0.3、0.001至0.2、0.005至0.2、0.01至0.2、0.05至0.2或0.1至0.2 范围内，包括端值在内的值。在一些情形中，x具有0.1至0.9范围内，包括端值在内的值。在一些情况下，x具有0.001至0.6、0.005 至0.6、0.001至0.4或0.001至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些情况下，x具有0.001至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.3范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.01至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.01至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.01至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.01至0.3范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.01至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.1至0.8 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.1至0.7 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.1至0.6 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.1至0.5 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.1至0.4 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.1至0.3 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.1至0.2 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.2至0.8 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.2至0.7 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.2至0.6 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.2至0.5 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.2至0.4 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.2至0.3 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.3至0.8 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.3至0.7 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.3至0.6 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.3至0.5 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.3至0.4 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.4至0.8 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.4至0.7 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.4至0.6 范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.4至0.5 范围内，包括端值在内的值。
在一些实施方案中，x是至少0.001并且小于0.999。在一些实施方案中，x是至少0.001并且小于0.9。在一些情形中，x是至少0.001 并且小于0.6。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.5。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.4。在一些情形中，x是至少0.001 并且小于0.3。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.2。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.05。在一些情形中，x是至少0.01 并且小于0.5。在一些情形中，x是至少0.01并且小于0.4。在一些情形中，x是至少0.01并且小于0.3。在一些情形中，x是至少0.01并且小于0.2。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.5。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.4。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.3。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.2。
在一些情形中，x具有约0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、 0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、 0.46、0.47、0.48、0.49、0.5、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、 0.56、0.57、0.58、0.59、0.6、0.65、0.7、0.8、0.9、0.95、0.99或约 0.999的值。在一些情形中，x具有约0.001的值。在一些情形中，x 具有约0.005的值。在一些情形中，x具有约0.01的值。在一些情形中，x具有约0.05的值。在一些情形中，x具有约0.1的值。在一些情形中，x具有约0.15的值。在一些情形中，x具有约0.2的值。在一些情形中，x具有约0.3的值。在一些情形中，x具有约0.4的值。在一些情形中，x具有约0.41的值。在一些情形中，x具有约0.42的值。在一些情形中，x具有约0.43的值。在一些情形中，x具有约 0.44的值。在一些情形中，x具有约0.45的值。在一些情形中，x具有约0.46的值。在一些情形中，x具有约0.47的值。在一些情形中， x具有约0.48的值。在一些情形中，x具有约0.49的值。在一些情形中，x具有约0.5的值。在一些情形中，x具有约0.51的值。在一些情形中，x具有约0.52的值。在一些情形中，x具有约0.53的值。在一些情形中，x具有约0.54的值。在一些情形中，x具有约0.55的值。在一些情形中，x具有约0.56的值。在一些情形中，x具有约 0.57的值。在一些情形中，x具有约0.58的值。在一些情形中，x具有约0.59的值。在一些情形中，x具有约0.6的值。在一些情形中， x具有约0.7的值。在一些情形中，x具有约0.8的值。在一些情形中，x具有约0.9的值。在一些情形中，x具有约0.99的值。在一些情形中，x具有约0.999的值。
在一些实施方案中，M是Re，并且x是至少0.001且小于0.6。在一些实施方案中，M是Re，并且x是至少0.001且小于0.5。在一些实施方案中，M是Re，并且x是至少0.001且小于0.4。在一些实施方案中，M是Re，并且x是至少0.001且小于0.3。在一些实施方案中，M是Re，并且x是至少0.001且小于0.2。在一些实施方案中，M是Re，并且x是至少0.001且小于0.1。
在一些实施方案中，M是Ta，并且x是至少0.001且小于0.6。在一些实施方案中，M是Ta，并且x是至少0.001且小于0.5。在一些实施方案中，M是Ta，并且x是至少0.001且小于0.4。在一些实施方案中，M是Ta，并且x是至少0.001且小于0.3。在一些实施方案中，M是Ta，并且x是至少0.001且小于0.2。在一些实施方案中，M是Ta，并且x是至少0.001且小于0.1。在一些实施方案中， M是Ta，并且x是至少0.001且小于0.05。在一些实施方案中，M 是Ta，并且x是约0.02。在一些实施方案中，M是Ta，并且x是约 0.04。
在一些实施方案中，M是Mn，并且x是至少0.001且小于0.6。在一些实施方案中，M是Mn，并且x是至少0.001且小于0.5。在一些实施方案中，M是Mn，并且x是至少0.001且小于0.4。在一些实施方案中，M是Mn，并且x是至少0.001且小于0.3。在一些实施方案中，M是Mn，并且x是至少0.001且小于0.2。在一些实施方案中，M是Mn，并且x是至少0.001且小于0.1。在一些实施方案中， M是Mn，并且x是至少0.001且小于0.05。
在一些实施方案中，M是Cr，并且x是至少0.001且小于0.6。在一些实施方案中，M是Cr，并且x是至少0.001且小于0.5。在一些实施方案中，M是Cr，并且x是至少0.001且小于0.4。在一些实施方案中，M是Cr，并且x是至少0.001且小于0.3。在一些实施方案中，M是Cr，并且x是至少0.001且小于0.2。在一些实施方案中，M是Cr，并且x是至少0.001且小于0.1。在一些实施方案中，M是Cr，并且x是至少0.001且小于0.05。
在一些实施方案中，M包含Ta和Mn。在一些实施方案中，M 是Ta和Mn。在一些实施方案中，M包含Ta和Mn，并且x是至少 0.001且小于0.6。在一些情况下，复合材料包含W0.94Ta0.02Mn0.04B4。
在一些情况下，M包含Ta和Cr。在一些情况下，M是Ta和 Cr。在一些情况下，M包含Ta和Cr，并且x是至少0.001且小于 0.6。在一些情况下，复合材料包含W0.93Ta0.02Cr0.05B4。
在一些情况下，n是约0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.15、 0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45或0.5。在一些情形中，n是约 0.001。在一些情形中，n是约0.005。在一些情形中，n是约0.01。在一些情形中，n是约0.05。在一些情形中，n是约0.1。在一些情形中，n是约0.15。在一些情形中，n是约0.2。在一些情形中，n是约 0.25。在一些情形中，n是约0.3。在一些情形中，n是约0.35。在一些情形中，n是约0.4。在一些情形中，n是约0.45。在一些情形中， n是约0.5。
在一些情形中，T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、 7、8、9、10、11、12、13或14族元素的合金。有时，T可以是包含元素周期表中的至少一种第8、9、10、11、12、13或14族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第4族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第5族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第6族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第7族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第8 族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第9族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第10族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第11族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第12族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第13族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第14族元素的合金。
在一些情况下，T是包含选自Cu、Ni、Co、Fe、Si、Al和Ti的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Cu、Co、Fe、 Ni、Ti和Si的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自 Cu、Co、Fe和Ni的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Co、Fe和Ni的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Al、Ti和Si的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Ti和Si的至少一种元素的合金。在一些实施方案中，T是包含 Cu的合金。在一些实施方案中，T是包含Ni的合金。在一些实施方案中，T是包含Co的合金。在一些实施方案中，T是包含Fe的合金。在一些实施方案中，T是包含Si的合金。在一些实施方案中，T 是包含Al的合金。在一些实施方案中，T是包含Ti的合金。
在一些情况下，T是包含元素周期表中的两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种或者六种或更多种第4、 5、6、7、8、9、10、11、12、13或14族元素的合金。在一些情形中，T是包含元素周期表中的两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种或者六种或更多种第8、9、10、11、12、 13或14族元素的合金。有时，合金T可包含Cu，并且任选地与 Co、Ni、Fe、Si、Ti、W、Sn或Ta中的一种或多种组合。在一些情形中，合金T包含Co、Ni、Fe、Si、Ti、W、Sn、Ta或其任何组合。在这种合金中，Cu的重量百分比可以是约40重量％至约60重量％，或可以是约50重量％。Co的重量百分比可以是约10重量％至约20重量％，或可以是约20重量％。Sn的重量百分比可小于7重量％、可高达7重量％或可以是约5重量％。Ni的重量百分比可以是约5重量％至约15重量％，或可以是约10重量％。W的重量百分比可以是约15重量％。
在一些实施方案中，q是0.001至0.999。在一些实施方案中，q 是0.001至0.999、0.005至0.999、0.01至0.999、0.05至0.999、0.1 至0.999、0.15至0.999、0.2至0.999、0.25至0.999、0.35至0.999、 0.4至0.999、0.5至0.999、0.6至0.999、0.7至0.999、0.8至0.999、0.001至0.99、0.005至0.99、0.01至0.99、0.05至0.99、0.1至0.99、 0.15至0.99、0.2至0.99、0.25至0.99、0.35至0.99、0.4至0.99、0.5 至0.99、0.6至0.99、0.7至0.99、0.8至0.99、0.01至0.9、0.05至 0.9、0.1至0.9、0.15至0.9、0.2至0.9、0.25至0.9、0.3至0.9、0.35至0.9、0.4至0.9、0.5至0.9、0.6至0.9、0.7至0.9、0.8至0.9、0.01 至0.8、0.05至0.8、0.1至0.8、0.15至0.8、0.2至0.8、0.25至0.8、 0.3至0.8、0.4至0.8、0.5至0.8、0.6至0.8、0.7至0.8、0.01至0.7、 0.05至0.7、0.1至0.7、0.2至0.7、0.3至0.7、0.4至0.7、0.5至0.7、 0.01至0.6、0.05至0.6、0.1至0.6、0.2至0.6、0.3至0.6、0.01至 0.5、0.05至0.5、0.1至0.5、0.2至0.5、0.01至0.4、0.05至0.4、0.1 至0.4、0.2至0.4、0.01至0.3、0.05至0.3、0.1至0.3、0.2至0.3、 0.75至0.99、0.75至0.9、0.75至0.8、0.8至0.99或0.8至0.9。
在一些情形中，q是约0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.15、 0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、 0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、0.99或约0.999。在一些情形中，q是约 0.001。在一些情形中，q是约0.005。在一些情形中，q是约0.01。在一些情形中，q是约0.05。在一些情形中，q是约0.1。在一些情形中，q是约0.15。在一些情形中，q是约0.2。在一些情形中，q是约 0.25。在一些情形中，q是约0.3。在一些情形中，q是约0.35。在一些情形中，q是约0.4。在一些情形中，q是约0.5。在一些情形中，q 是约0.6。在一些情形中，q是约0.7。在一些情形中，q是约0.75。在一些情形中，q是约0.8。在一些情形中，q是约0.85。在一些情形中，q是约0.9。在一些情形中，q是约0.95。在一些情形中，q是约 0.99。在一些情形中，q是约0.999。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含(a)第一式(W1-xMxB4)n，其中：M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌 (Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)、钪 (Sc)和铝(Al)中的至少一种；x是0.001至0.999；以及(b)第二式Cuq；其中q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含(a)第一式 (W1-xMxB4)n，其中：M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌 (Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)、钪 (Sc)和铝(Al)中的至少一种；x是0.001至0.999；以及(b)第二式Niq；其中q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含(a)第一式 (W1-xMxB4)n，其中：M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌 (Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)、钪(Sc)和铝(Al)中的至少一种；x是0.001至0.999；以及(b)第二式Coq；其中q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含(a)第一式 (W1-xMxB4)n，其中：M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌 (Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)、钪 (Sc)和铝(Al)中的至少一种；x是0.001至0.999；以及(b)第二式Feq；其中q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含(a)第一式 (W1-xMxB4)n，其中：M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌 (Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)、钪(Sc)和铝(Al)中的至少一种；x是0.001至0.999；以及(b)第二式Siq；其中q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含(a)第一式 (W1-xMxB4)n，其中：M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌 (Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)、钪 (Sc)和铝(Al)中的至少一种；x是0.001至0.999；以及(b)第二式Alq；其中q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含(a)第一式 (W1-xMxB4)n，其中：M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌 (Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)、钪 (Sc)和铝(Al)中的至少一种；x是0.001至0.999；以及(b)第二式Tiq；其中q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。
复合材料—四硼化钨(WB4)
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含：
(a)式(WB4)n的四硼化钨，
其中n是0.001至0.999；以及
(b)第二式Tq，
其中：
T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、9、10、 11、12、13或14族元素的合金；
T可任选地包含是元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、 11、12、13或14族过渡金属元素的组合的合金；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1。
在一些情形中，T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、 7、8、9、10、11、12、13或14族元素的合金。有时，T可以是包含元素周期表中的至少一种第8、9、10、11、12、13或14族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第4族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第5族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第6族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第7族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第8 族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第9族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第10族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第11族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第12族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第13族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第14族元素的合金。
在一些情况下，T是包含选自Cu、Ni、Co、Fe、Si、Al和Ti的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Cu、Co、Fe、 Ni、Ti和Si的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自 Cu、Co、Fe和Ni的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Co、Fe和Ni的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Al、Ti和Si的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Ti和Si的至少一种元素的合金。在一些实施方案中，T是包含 Cu的合金。在一些实施方案中，T是包含Ni的合金。在一些实施方案中，T是包含Co的合金。在一些实施方案中，T是包含Fe的合金。在一些实施方案中，T是包含Si的合金。在一些实施方案中，T 是包含Al的合金。在一些实施方案中，T是包含Ti的合金。
在一些情况下，T是包含元素周期表中的两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种或者六种或更多种第4、 5、6、7、8、9、10、11、12、13或14族元素的合金。在一些情形中，T是包含元素周期表中的两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种或者六种或更多种第8、9、10、11、12、 13或14族元素的合金。有时，合金T可包含Cu，并且任选地与 Co、Ni、Fe、Si、Ti、W、Sn或Ta中的一种或多种组合。在一些情形中，合金T包含Co、Ni、Fe、Si、Ti、W、Sn、Ta或其任何组合。在这种合金中，Cu的重量百分比可以是约40重量％至约60重量％，或可以是约50重量％。Co的重量百分比可以是约10重量％至约20重量％，或可以是约20重量％。Sn的重量百分比可小于7重量％、可高达7重量％或可以是约5重量％。Ni的重量百分比可以是约5重量％至约15重量％，或可以是约10重量％。W的重量百分比可以是约15重量％。
在一些实施方案中，q是0.001至0.999。在一些实施方案中，q 是0.001至0.999、0.005至0.999、0.01至0.999、0.05至0.999、0.1 至0.999、0.15至0.999、0.2至0.999、0.25至0.999、0.35至0.999、 0.4至0.999、0.5至0.999、0.6至0.999、0.7至0.999、0.8至0.999、0.001至0.99、0.005至0.99、0.01至0.99、0.05至0.99、0.1至0.99、 0.15至0.99、0.2至0.99、0.25至0.99、0.35至0.99、0.4至0.99、0.5 至0.99、0.6至0.99、0.7至0.99、0.8至0.99、0.01至0.9、0.05至 0.9、0.1至0.9、0.15至0.9、0.2至0.9、0.25至0.9、0.3至0.9、0.35至0.9、0.4至0.9、0.5至0.9、0.6至0.9、0.7至0.9、0.8至0.9、0.01 至0.8、0.05至0.8、0.1至0.8、0.15至0.8、0.2至0.8、0.25至0.8、 0.3至0.8、0.4至0.8、0.5至0.8、0.6至0.8、0.7至0.8、0.01至0.7、 0.05至0.7、0.1至0.7、0.2至0.7、0.3至0.7、0.4至0.7、0.5至0.7、 0.01至0.6、0.05至0.6、0.1至0.6、0.2至0.6、0.3至0.6、0.01至 0.5、0.05至0.5、0.1至0.5、0.2至0.5、0.01至0.4、0.05至0.4、0.1 至0.4、0.2至0.4、0.01至0.3、0.05至0.3、0.1至0.3、0.2至0.3、0.75至0.99、0.75至0.9、0.75至0.8、0.8至0.99或0.8至0.9。
在一些情形中，q是约0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.15、 0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、 0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、0.99或约0.999。在一些情形中，q是约 0.001。在一些情形中，q是约0.005。在一些情形中，q是约0.01。在一些情形中，q是约0.05。在一些情形中，q是约0.1。在一些情形中，q是约0.15。在一些情形中，q是约0.2。在一些情形中，q是约 0.25。在一些情形中，q是约0.3。在一些情形中，q是约0.35。在一些情形中，q是约0.4。在一些情形中，q是约0.5。在一些情形中，q 是约0.6。在一些情形中，q是约0.7。在一些情形中，q是约0.75。在一些情形中，q是约0.8。在一些情形中，q是约0.85。在一些情形中，q是约0.9。在一些情形中，q是约0.95。在一些情形中，q是约 0.99。在一些情形中，q是约0.999。
在一些情况下，n是约0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.15、 0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45或0.5。在一些情形中，n是约 0.001。在一些情形中，n是约0.005。在一些情形中，n是约0.01。在一些情形中，n是约0.05。在一些情形中，n是约0.1。在一些情形中，n是约0.15。在一些情形中，n是约0.2。在一些情形中，n是约 0.25。在一些情形中，n是约0.3。在一些情形中，n是约0.35。在一些情形中，n是约0.4。在一些情形中，n是约0.45。在一些情形中， n是约0.5。
在一些情形中，如本文所用，q和n是重量百分比范围。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含：(a)式(WB4)n的四硼化钨，其中n是0.001至0.999；以及(b)第二式Cuq；其中q是 0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含：(a)式(WB4)n的四硼化钨，其中n是0.001至0.099；以及(b)第二式Niq；其中q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含：(a)式(WB4)n的四硼化钨，其中n是0.001至0.999；以及(b)第二式Coq；其中q是 0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含：(a)式(WB4)n的四硼化钨，其中n是0.001至0.999；以及(b)第二式Feq；其中q是 0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含：(a)式(WB4)n的四硼化钨，其中n是0.001至0.999；以及(b)第二式Siq；其中q是 0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含：(a)式(WB4)n的四硼化钨，其中n是0.001至0.999；以及(b)第二式Alq；其中q是 0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含：(a)式(WB4)n的四硼化钨，其中n是0.001至0.999；以及(b)第二式Tiq；其中q是 0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。
包含铍的基于钨的复合材料
在一些实施方案中，本文描述了一种复合材料，其包含：
(a)第一式(W1-xMxBey)n
其中：
W是钨(W)；
Be是铍(Be)；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)、钪(Sc)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少2.0；
n是0.001至0.999；以及
(b)第二式Tq，
其中：
T是包含元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13 或14族过渡金属元素的至少一种元素；
T可任选地包含是元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、 12、13或14族过渡金属元素的组合的合金；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，M包含Re、Ta、Mn、Cr、Hf、Ta、Zr和Y中的至少一种。在一些实施方案中，M包含Re、Ta、Mn和Cr中的至少一种。有时，M可包含Ta、Mn和Cr中的至少一种。其他时候，M可包含Hf、Zr和Y中的至少一种。在一些情况下，M至少包含Re。在一些情况下，M至少包含Ta。在一些情况下，M至少包含 Mn。在一些情况下，M至少包含Cr。在一些情形中，M至少包含 Hf。在一些情形中，M至少包含Zr。在一些情形中，M至少包含 Y。在一些情形中，M至少包含Ti。在一些情形中，M至少包含V。在一些情形中，M至少包含Co。在一些情形中，M至少包含Ni。在一些情形中，M至少包含Cu。在一些情形中，M至少包含Zn。在一些情形中，M至少包含Nb。在一些情形中，M至少包含Mo。在一些情形中，M至少包含Ru。在一些情形中，M至少包含Os。在一些情形中，M至少包含Ir。在一些情形中，M至少包含Li。在一些情形中，M至少包含Sc。在一些情形中，M至少包含Al。
在一些情况下，M包含选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、 Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、Ta、Re、Os、Ir、Li、Y、Sc和 Al的两种或更多种元素。在一些情形中，M包含Ta和选自Ti、V、 Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、Re、 Os、Ir、Li、Y和Al的元素。在一些情形中，M包含Ta和选自Mn 或Cr的元素。在一些情形中，M包含Hf和选自Ti、V、Cr、Mn、 Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Re、Os、Ir、Li、Ta、 Y和Al的元素。在一些情形中，M包含Zr和选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ta、Nb、Mo、Ru、Hf、Re、Os、Ir、Li、 Y和Al的元素。在一些情形中，M包含Y和选自Ti、V、Cr、Mn、 Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ta、Nb、Mo、Ru、Hf、Re、Os、Ir、Li、 Zr和Al的元素。
在一些实施方案中，M选自Re、Ta、Mn、Cr、Hf、Ta、Zr、 Y、Ta和Mn，或Ta和Cr。在一些实施方案中，M选自Re、Ta、 Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta和Cr。有时，M可选自Ta、Mn、Cr、Ta 和Mn，或Ta和Cr。M可以是Re。其他时候，M可选自Hf、Zr和 Y。M可以是Ta。M可以是Mn。M可以是Cr。M可以是Ta和Mn。 M可以是Ta和Cr。M可以是Hf。M可以是Zr。M可以是Y。M可以是Ti。M可以是V。M可以是Co。M可以是Ni。M可以是Cu。 M可以是Zn。M可以是Nb。M可以是Mo。M可以是Ru。M可以是Os。M可以是Ir。M可以是Li。M可以是Sc。M可以是Al。
有时，x可具有0.001至0.999范围内，包括端值在内的值。有时，x可具有0.001至0.999、0.005至0.99、0.01至0.95、0.05至 0.9、0.1至0.9、0.001至0.6、0.005至0.6、0.01至0.6、0.05至0.6、0.1至0.6、0.2至0.6、0.3至0.6、0.4至0.6、0.001至0.55、0.005至0.55、0.01至0.55、0.05至0.55、0.1至0.55、0.2至0.55、0.3至 0.55、0.4至0.55、0.45至0.55、0.001至0.5、0.005至0.5、0.01至 0.5、0.05至0.5、0.1至0.5、0.2至0.5、0.3至0.5、0.4至0.5、0.5 至0.55、0.45至0.5、0.001至0.4、0.005至0.4、0.01至0.4、0.05至 0.4、0.1至0.4、0.2至0.4、0.001至0.3、0.005至0.3、0.01至0.3、 0.05至0.3、0.1至0.3、0.001至0.2、0.005至0.2、0.01至0.2、0.05 至0.2或0.1至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些情形中，x具有0.1至0.9范围内，包括端值在内的值。在一些情况下，x具有 0.001至0.6、0.005至0.6、0.001至0.4或0.001至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些情况下，x具有0.001至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.3范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.01至 0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.01 至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有 0.01至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.01至0.3范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x 具有0.01至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.8范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.7范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.3范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.8范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.7范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.2至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.3范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.8范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.7范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.4至0.8范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.4至0.7范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.4至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.4至0.5范围内，包括端值在内的值。
在一些实施方案中，x是至少0.001并且小于0.999。在一些实施方案中，x是至少0.001并且小于0.9。在一些情形中，x是至少0.001 并且小于0.6。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.5。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.4。在一些情形中，x是至少0.001 并且小于0.3。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.2。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.05。在一些情形中，x是至少0.01 并且小于0.5。在一些情形中，x是至少0.01并且小于0.4。在一些情形中，x是至少0.01并且小于0.3。在一些情形中，x是至少0.01并且小于0.2。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.5。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.4。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.3。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.2。
在一些情形中，x具有约0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、 0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.5、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、 0.56、0.57、0.58、0.59、0.6、0.65、0.7、0.8、0.9、0.95、0.99或约 0.999的值。在一些情形中，x具有约0.001的值。在一些情形中，x 具有约0.005的值。在一些情形中，x具有约0.01的值。在一些情形中，x具有约0.05的值。在一些情形中，x具有约0.1的值。在一些情形中，x具有约0.15的值。在一些情形中，x具有约0.2的值。在一些情形中，x具有约0.3的值。在一些情形中，x具有约0.4的值。在一些情形中，x具有约0.41的值。在一些情形中，x具有约0.42的值。在一些情形中，x具有约0.43的值。在一些情形中，x具有约 0.44的值。在一些情形中，x具有约0.45的值。在一些情形中，x具有约0.46的值。在一些情形中，x具有约0.47的值。在一些情形中， x具有约0.48的值。在一些情形中，x具有约0.49的值。在一些情形中，x具有约0.5的值。在一些情形中，x具有约0.51的值。在一些情形中，x具有约0.52的值。在一些情形中，x具有约0.53的值。在一些情形中，x具有约0.54的值。在一些情形中，x具有约0.55的值。在一些情形中，x具有约0.56的值。在一些情形中，x具有约 0.57的值。在一些情形中，x具有约0.58的值。在一些情形中，x具有约0.59的值。在一些情形中，x具有约0.6的值。在一些情形中， x具有约0.7的值。在一些情形中，x具有约0.8的值。在一些情形中，x具有约0.9的值。在一些情形中，x具有约0.95的值。在一些情形中，x具有约0.99的值。在一些情形中，x具有约0.999的值。
在一些实施方案中，y是至少2、4、6或12。在一些情况下，y 是至少2。在一些情形中，y是至少4。在一些情形中，y是至少6。在一些情形中，y是至少12。
在一些情况下，n是约0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.15、 0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45或0.5。在一些情形中，n是约 0.001。在一些情形中，n是约0.005。在一些情形中，n是约0.01。在一些情形中，n是约0.05。在一些情形中，n是约0.1。在一些情形中，n是约0.15。在一些情形中，n是约0.2。在一些情形中，n是约 0.25。在一些情形中，n是约0.3。在一些情形中，n是约0.35。在一些情形中，n是约0.4。在一些情形中，n是约0.45。在一些情形中， n是约0.5。
来自第二式Tq的T可以是包含元素周期表中的至少一种第4、 5、6、7、8、9、10、11、12、13或14族元素的合金。有时，T可以是包含元素周期表中的至少一种第8、9、10、11、12、13或14族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第4族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第5 族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第6族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第7族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第8族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第9族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第10族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第11族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第12族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第13族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第14族元素的合金。
在一些情况下，T是包含选自Cu、Ni、Co、Fe、Si、Al和Ti的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Cu、Co、Fe、 Ni、Ti和Si的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自 Cu、Co、Fe和Ni的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Co、Fe和Ni的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Al、Ti和Si的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Ti和Si的至少一种元素的合金。在一些实施方案中，T是包含 Cu的合金。在一些实施方案中，T是包含Ni的合金。在一些实施方案中，T是包含Co的合金。在一些实施方案中，T是包含T的合金。在一些实施方案中，T是包含Si的合金。在一些实施方案中，T 是包含Al的合金。在一些实施方案中，T是包含Ti的合金。
在一些情况下，T是包含元素周期表中的两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种或者六种或更多种第4、 5、6、7、8、9、10、11、12、13或14族元素的合金。在一些情形中，T是包含元素周期表中的两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种或者六种或更多种第8、9、10、11、12、 13或14族元素的合金。有时，合金T可包含Cu，并且任选地与 Co、Ni、Fe、Si、Ti、W、Sn或Ta中的一种或多种组合。在一些情形中，合金T包含Co、Ni、Fe、Si、Ti、W、Sn、Ta或其任何组合。在这种合金中，Cu的重量百分比可以是约40重量％至约60重量％，或可以是约50重量％。Co的重量百分比可以是约10重量％至约20重量％，或可以是约20重量％。Sn的重量百分比可小于7重量％、可高达7重量％或可以是约5重量％。Ni的重量百分比可以是约5重量％至约15重量％，或可以是约10重量％。W的重量百分比可以是约15重量％。
在一些实施方案中，q是0.001至0.999。在一些实施方案中，q 是0.001至0.999、0.005至0.999、0.01至0.999、0.05至0.999、0.1 至0.999、0.15至0.999、0.2至0.999、0.25至0.999、0.35至0.999、 0.4至0.999、0.5至0.999、0.6至0.999、0.7至0.999、0.8至0.999、0.001至0.99、0.005至0.99、0.01至0.99、0.05至0.99、0.1至0.99、 0.15至0.99、0.2至0.99、0.25至0.99、0.35至0.99、0.4至0.99、0.5 至0.99、0.6至0.99、0.7至0.99、0.8至0.99、0.01至0.9、0.05至 0.9、0.1至0.9、0.15至0.9、0.2至0.9、0.25至0.9、0.3至0.9、0.35至0.9、0.4至0.9、0.5至0.9、0.6至0.9、0.7至0.9、0.8至0.9、0.01 至0.8、0.05至0.8、0.1至0.8、0.15至0.8、0.2至0.8、0.25至0.8、 0.3至0.8、0.4至0.8、0.5至0.8、0.6至0.8、0.7至0.8、0.01至0.7、 0.05至0.7、0.1至0.7、0.2至0.7、0.3至0.7、0.4至0.7、0.5至0.7、 0.01至0.6、0.05至0.6、0.1至0.6、0.2至0.6、0.3至0.6、0.01至 0.5、0.05至0.5、0.1至0.5、0.2至0.5、0.01至0.4、0.05至0.4、0.1 至0.4、0.2至0.4、0.01至0.3、0.05至0.3、0.1至0.3、0.2至0.3、 0.75至0.99、0.75至0.9、0.75至0.8、0.8至0.99或0.8至0.9。
在一些情形中，q是约0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.15、 0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、0.99或约0.999。在一些情形中，q是约 0.001。在一些情形中，q是约0.005。在一些情形中，q是约0.01。在一些情形中，q是约0.05。在一些情形中，q是约0.1。在一些情形中，q是约0.15。在一些情形中，q是约0.2。在一些情形中，q是约 0.25。在一些情形中，q是约0.3。在一些情形中，q是约0.35。在一些情形中，q是约0.4。在一些情形中，q是约0.5。在一些情形中，q 是约0.6。在一些情形中，q是约0.7。在一些情形中，q是约0.75。在一些情形中，q是约0.8。在一些情形中，q是约0.85。在一些情形中，q是约0.9。在一些情形中，q是约0.95。在一些情形中，q是约 0.99。在一些情形中，q是约0.999。
在一些情形中，如本文所用，q和n是重量百分比范围。
在一些实施方案中，包含铍的复合材料抗氧化。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有抗氧化特性。例如，当复合材料涂覆在工具的表面上时，与未涂覆有所述复合材料的工具相比，复合材料降低了工具的氧化速率。在替代实例中，当复合材料涂覆在工具的表面上时，与未涂覆有所述复合材料的工具相比，复合材料防止工具氧化。在一些情况下，复合材料中的Tq抑制氧化的形成或降低氧化速率。
在一些实施方案中，包含铍的复合材料包含固溶体相。在一些实施方案中，包含铍的复合材料形成固溶体。在一些情况下，固溶体相中的复合材料包含第一式(W1-xMxBey)n的基于钨的化合物和第二式Tq。
在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约10至约70GPa的硬度。在一些情况下，包含铍的复合材料具有约10至约60Gpa、约 10至约50GPa、约10至约40GPa、约10至约30GPa、约20至约 70GPa、约20至约60GPa、约20至约50GPa、约20至约40GPa、约20至约30GPa、约30至约70GPa、约30至约60GPa、约30至约50GPa、约30至约45GPa、约30至约40GPa、约30至约35 GPa、约35至约70GPa、约35至约60GPa、约35至约50GPa、约 35至约40GPa、约40至约70GPa、约40至约60GPa、约40至约 50GPa、约45至约60GPa或约45至约50GPa的硬度。在一些情况下，本文所述的复合材料具有约30至约50GPa、约30至约45 GPa、约30至约40GPa、约30至约35GPa、约35至约50GPa、约 35至约40GPa、约40至约50GPa或约45至约50GPa的硬度。
在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约10GPa、约15 GPa、约20GPa、约25GPa、约30GPa、约31GPa、约32GPa、约 33GPa、约34GPa、约35GPa、约36GPa、约37GPa、约38GPa、约39GPa、约40GPa、约41GPa、约42GPa、约43GPa、约44 GPa、约45GPa、约46GPa、约47GPa、约48GPa、约49GPa、约 50GPa、约51GPa、约52GPa、约53GPa、约54GPa、约55GPa、约56GPa、约57GPa、约58GPa、约59GPa、约60GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约10GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约15GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约20GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约25GPa 或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约30 GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约 31GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约32GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约33GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约34GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约35GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约36GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约37GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约38GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约39GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约40GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约41GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约42GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约43GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约44GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约45GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约46GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约47GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约48GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约49GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约50GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约51GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约52GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约53GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约54GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约55GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约56 GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约 57GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约58GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约59GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约60GPa或更高的硬度。
在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约330GPa至约350 GPa的体积弹性横量。
在一些实施方案中，包含铍的复合材料具有约20μm或更小的晶粒尺寸。在一些情况下，复合材料具有约15μm或更小、约12μm或更小、约10μm或更小、约8μm或更小、约5μm或更小、约2μm或更小或者约1μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约15μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约12μm 或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约10μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约9μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约8μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约7μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约6μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约5μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约4μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约3μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约2μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约1μm或更小的晶粒尺寸。
在一些情况下，晶粒尺寸是平均晶粒尺寸。在一些情形中，包含铍的复合材料具有约20μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情况下，复合材料具有约15μm或更小、约12μm或更小、约10μm或更小、约8μm或更小、约5μm或更小、约2μm或更小或者约1μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约15μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约12μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约10μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约9μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约8μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约7μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约6μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约5μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约4μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约3μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约2μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约1μm或更小的平均晶粒尺寸。
在一些实施方案中，包含铍的复合材料是致密化复合材料。在一些情况下，致密化复合材料包含第一式(W1-xMxBey)n的基于钨的化合物和第二式Tq。
包含硅的基于钨的复合材料
在一些实施方案中，本文描述了一种复合材料，其包含：
(a)第一式(W1-xMxSiy)n
其中：
W是钨(W)；
Si是硅(Si)；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)、钪(Sc)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少2.0；并且
n是0.001至0.999；以及
(b)第二式Tq：
其中：
T是包含元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13 或14族过渡金属元素的至少一种元素；
T可任选地包含是元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、 12、13或14族过渡金属元素的组合的合金；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1。
在一些实施方案中，M包含Re、Ta、Mn、Cr、Hf、Ta、Zr和 Y中的至少一种。在一些实施方案中，M包含Re、Ta、Mn和Cr中的至少一种。有时，M可包含Ta、Mn和Cr中的至少一种。其他时候，M可包含Hf、Zr和Y中的至少一种。在一些情况下，M至少包含Re。在一些情况下，M至少包含Ta。在一些情况下，M至少包含 Mn。在一些情况下，M至少包含Cr。在一些情形中，M至少包含 Hf。在一些情形中，M至少包含Zr。在一些情形中，M至少包含 Y。在一些情形中，M至少包含Ti。在一些情形中，M至少包含V。在一些情形中，M至少包含Co。在一些情形中，M至少包含Ni。在一些情形中，M至少包含Cu。在一些情形中，M至少包含Zn。在一些情形中，M至少包含Nb。在一些情形中，M至少包含Mo。在一些情形中，M至少包含Ru。在一些情形中，M至少包含Os。在一些情形中，M至少包含Ir。在一些情形中，M至少包含Li。在一些情形中，M至少包含Sc。在一些情形中，M至少包含Al。
在一些情况下，M包含选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁 (Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)和铝(Al)的两种或更多种元素。在一些情形中，M包含Ta和选自Ti、 V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、Re、 Os、Ir、Li、Y和Al的元素。在一些情形中，M包含Ta和选自Mn 或Cr的元素。在一些情形中，M包含Hf和选自Ti、V、Cr、Mn、 Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Re、Os、Ir、Li、Ta、 Y和Al的元素。在一些情形中，M包含Zr和选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ta、Nb、Mo、Ru、Hf、Re、Os、Ir、Li、 Y和Al的元素。在一些情形中，M包含Y和选自Ti、V、Cr、Mn、 Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ta、Nb、Mo、Ru、Hf、Re、Os、Ir、Li、 Zr和Al的元素。
在一些实施方案中，M选自Re、Ta、Mn、Cr、Hf、Ta、Zr、 Y、Ta和Mn，或Ta和Cr。在一些实施方案中，M选自Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta和Cr。有时，M可选自Ta、Mn、Cr、Ta 和Mn，或Ta和Cr。M可以是Re。其他时候，M可选自Hf、Zr和 Y。M可以是Ta。M可以是Mn。M可以是Cr。M可以是Ta和Mn。 M可以是Ta和Cr。M可以是Hf。M可以是Zr。M可以是Y。M可以是Ti。M可以是V。M可以是Co。M可以是Ni。M可以是Cu。 M可以是Zn。M可以是Nb。M可以是Mo。M可以是Ru。M可以是Os。M可以是Ir。M可以是Li。M可以是Sc。M可以是Al。
有时，x可具有0.001至0.999范围内，包括端值在内的值。有时，x可具有0.001至0.999、0.005至0.99、0.01至0.95、0.05至 0.9、0.1至0.9、0.001至0.6、0.005至0.6、0.01至0.6、0.05至0.6、0.1至0.6、0.2至0.6、0.3至0.6、0.4至0.6、0.001至0.55、0.005至 0.55、0.01至0.55、0.05至0.55、0.1至0.55、0.2至0.55、0.3至 0.55、0.4至0.55、0.45至0.55、0.001至0.5、0.005至0.5、0.01至 0.5、0.05至0.5、0.1至0.5、0.2至0.5、0.3至0.5、0.4至0.5、0.5 至0.55、0.45至0.5、0.001至0.4、0.005至0.4、0.01至0.4、0.05至 0.4、0.1至0.4、0.2至0.4、0.001至0.3、0.005至0.3、0.01至0.3、 0.05至0.3、0.1至0.3、0.001至0.2、0.005至0.2、0.01至0.2、0.05 至0.2或0.1至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些情形中，x具有0.1至0.9范围内，包括端值在内的值。在一些情况下，x具有 0.001至0.6、0.005至0.6、0.001至0.4或0.001至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些情况下，x具有0.001至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.3范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.01至 0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.01 至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有 0.01至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.01至0.3范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x 具有0.01至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.8范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.7范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.3范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.8范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.7范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.3范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.8范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.7范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.4至0.8范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.4至0.7范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.4至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.4至0.5范围内，包括端值在内的值。
在一些实施方案中，x是至少0.001并且小于0.999。在一些实施方案中，x是至少0.001并且小于0.9。在一些情形中，x是至少0.001 并且小于0.6。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.5。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.4。在一些情形中，x是至少0.001 并且小于0.3。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.2。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.05。在一些情形中，x是至少0.01 并且小于0.5。在一些情形中，x是至少0.01并且小于0.4。在一些情形中，x是至少0.01并且小于0.3。在一些情形中，x是至少0.01并且小于0.2。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.5。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.4。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.3。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.2。
在一些情形中，x具有约0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、 0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、 0.46、0.47、0.48、0.49、0.5、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、 0.56、0.57、0.58、0.59、0.6、0.65、0.7、0.8、0.9、0.95、0.99或约 0.999的值。在一些情形中，x具有约0.001的值。在一些情形中，x 具有约0.005的值。在一些情形中，x具有约0.01的值。在一些情形中，x具有约0.05的值。在一些情形中，x具有约0.1的值。在一些情形中，x具有约0.15的值。在一些情形中，x具有约0.2的值。在一些情形中，x具有约0.3的值。在一些情形中，x具有约0.4的值。在一些情形中，x具有约0.41的值。在一些情形中，x具有约0.42的值。在一些情形中，x具有约0.43的值。在一些情形中，x具有约 0.44的值。在一些情形中，x具有约0.45的值。在一些情形中，x具有约0.46的值。在一些情形中，x具有约0.47的值。在一些情形中， x具有约0.48的值。在一些情形中，x具有约0.49的值。在一些情形中，x具有约0.5的值。在一些情形中，x具有约0.51的值。在一些情形中，x具有约0.52的值。在一些情形中，x具有约0.53的值。在一些情形中，x具有约0.54的值。在一些情形中，x具有约0.55的值。在一些情形中，x具有约0.56的值。在一些情形中，x具有约 0.57的值。在一些情形中，x具有约0.58的值。在一些情形中，x具有约0.59的值。在一些情形中，x具有约0.6的值。在一些情形中， x具有约0.7的值。在一些情形中，x具有约0.8的值。在一些情形中，x具有约0.9的值。在一些情形中，x具有约0.95的值。在一些情形中，x具有约0.99的值。在一些情形中，x具有约0.999的值。
在一些实施方案中，y是至少2、4、6或12。在一些情况下，y 是至少2。在一些情形中，y是至少4。在一些情形中，y是至少6。在一些情形中，y是至少12。
在一些情况下，n是约0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.15、 0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45或0.5。在一些情形中，n是约 0.001。在一些情形中，n是约0.005。在一些情形中，n是约0.01。在一些情形中，n是约0.05。在一些情形中，n是约0.1。在一些情形中，n是约0.15。在一些情形中，n是约0.2。在一些情形中，n是约 0.25。在一些情形中，n是约0.3。在一些情形中，n是约0.35。在一些情形中，n是约0.4。在一些情形中，n是约0.45。在一些情形中， n是约0.5。
来自第二式Tq的T可以是包含元素周期表中的至少一种第4、 5、6、7、8、9、10、11、12、13或14族元素的合金。有时，T可以是包含元素周期表中的至少一种第8、9、10、11、12、13或14族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第4族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第5 族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第6族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第7族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第8族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第9族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第10族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第11族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第12族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第13族元素的合金。在一些情况下，T是包含元素周期表中的至少一种第14族元素的合金。
在一些情况下，T是包含选自Cu、Ni、Co、Fe、Si、Al和Ti的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Cu、Co、Fe、Ni、Ti和Si的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自 Cu、Co、Fe和Ni的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Co、Fe和Ni的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Al、Ti和Si的至少一种元素的合金。在一些情形中，T是包含选自Ti和Si的至少一种元素的合金。在一些实施方案中，T是包含 Cu的合金。在一些实施方案中，T是包含Ni的合金。在一些实施方案中，T是包含Co的合金。在一些实施方案中，T是包含Fe的合金。在一些实施方案中，T是包含Si的合金。在一些实施方案中，T 是包含Al的合金。在一些实施方案中，T是包含Ti的合金。
在一些情况下，T是包含元素周期表中的两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种或者六种或更多种第4、 5、6、7、8、9、10、11、12、13或14族元素的合金。在一些情形中，T是包含元素周期表中的两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种或者六种或更多种第8、9、10、11、12、 13或14族元素的合金。有时，合金T可包含Cu，并且任选地与 Co、Ni、Fe、Si、Ti、W、Sn或Ta中的一种或多种组合。在一些情形中，合金T包含Co、Ni、Fe、Si、Ti、W、Sn、Ta或其任何组合。在这种合金中，Cu的重量百分比可以是约40重量％至约60重量％，或可以是约50重量％。Co的重量百分比可以是约10重量％至约20重量％，或可以是约20重量％。Sn的重量百分比可小于7重量％、可高达7重量％或可以是约5重量％。Ni的重量百分比可以是约5重量％至约15重量％，或可以是约10重量％。W的重量百分比可以是约15重量％。
在一些实施方案中，q是0.001至0.999。在一些实施方案中，q 是0.001至0.999、0.005至0.999、0.01至0.999、0.05至0.999、0.1 至0.999、0.15至0.999、0.2至0.999、0.25至0.999、0.35至0.999、 0.4至0.999、0.5至0.999、0.6至0.999、0.7至0.999、0.8至0.999、0.001至0.99、0.005至0.99、0.01至0.99、0.05至0.99、0.1至0.99、 0.15至0.99、0.2至0.99、0.25至0.99、0.35至0.99、0.4至0.99、0.5 至0.99、0.6至0.99、0.7至0.99、0.8至0.99、0.01至0.9、0.05至 0.9、0.1至0.9、0.15至0.9、0.2至0.9、0.25至0.9、0.3至0.9、0.35至0.9、0.4至0.9、0.5至0.9、0.6至0.9、0.7至0.9、0.8至0.9、0.01 至0.8、0.05至0.8、0.1至0.8、0.15至0.8、0.2至0.8、0.25至0.8、 0.3至0.8、0.4至0.8、0.5至0.8、0.6至0.8、0.7至0.8、0.01至0.7、 0.05至0.7、0.1至0.7、0.2至0.7、0.3至0.7、0.4至0.7、0.5至0.7、 0.01至0.6、0.05至0.6、0.1至0.6、0.2至0.6、0.3至0.6、0.01至 0.5、0.05至0.5、0.1至0.5、0.2至0.5、0.01至0.4、0.05至0.4、0.1 至0.4、0.2至0.4、0.01至0.3、0.05至0.3、0.1至0.3、0.2至0.3、 0.75至0.99、0.75至0.9、0.75至0.8、0.8至0.99或0.8至0.9。
在一些情形中，q是约0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.15、 0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、 0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、0.99或约0.999。在一些情形中，q是约 0.001。在一些情形中，q是约0.005。在一些情形中，q是约0.01。在一些情形中，q是约0.05。在一些情形中，q是约0.1。在一些情形中，q是约0.15。在一些情形中，q是约0.2。在一些情形中，q是约 0.25。在一些情形中，q是约0.3。在一些情形中，q是约0.35。在一些情形中，q是约0.4。在一些情形中，q是约0.5。在一些情形中，q 是约0.6。在一些情形中，q是约0.7。在一些情形中，q是约0.75。在一些情形中，q是约0.8。在一些情形中，q是约0.85。在一些情形中，q是约0.9。在一些情形中，q是约0.95。在一些情形中，q是约 0.99。在一些情形中，q是约0.999。
在一些情形中，如本文所用，q和n是重量百分比范围。
在一些实施方案中，包含硅的复合材料抗氧化。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有抗氧化特性。例如，当复合材料涂覆在工具的表面上时，与未涂覆有所述复合材料的工具相比，复合材料降低了工具的氧化速率。在替代实例中，当复合材料涂覆在工具的表面上时，与未涂覆有所述复合材料的工具相比，复合材料防止工具氧化。在一些情况下，复合材料中的Tq抑制氧化的形成或降低氧化速率。
在一些实施方案中，包含硅的复合材料包含固溶体相。在一些实施方案中，包含硅的复合材料形成固溶体。在一些情况下，固溶体相中的复合材料包含第一式(W1-xMxSiy)n的基于钨的化合物和第二式Tq。
在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约10至约70GPa的硬度。在一些情况下，包含硅的复合材料具有约10至约60Gpa、约 10至约50GPa、约10至约40GPa、约10至约30GPa、约20至约 70GPa、约20至约60GPa、约20至约50GPa、约20至约40GPa、约20至约30GPa、约30至约70GPa、约30至约60GPa、约30至约50GPa、约30至约45GPa、约30至约40GPa、约30至约35 GPa、约35至约70GPa、约35至约60GPa、约35至约50GPa、约 35至约40GPa、约40至约70GPa、约40至约60GPa、约40至约 50GPa、约45至约60GPa或约45至约50GPa的硬度。在一些情况下，本文所述的复合材料具有约30至约50GPa、约30至约45 GPa、约30至约40GPa、约30至约35GPa、约35至约50GPa、约 35至约40GPa、约40至约50GPa或约45至约50GPa的硬度。
在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约10GPa、约15 GPa、约20GPa、约25GPa、约30GPa、约31GPa、约32GPa、约 33GPa、约34GPa、约35GPa、约36GPa、约37GPa、约38GPa、约39GPa、约40GPa、约41GPa、约42GPa、约43GPa、约44 GPa、约45GPa、约46GPa、约47GPa、约48GPa、约49GPa、约 50GPa、约51GPa、约52GPa、约53GPa、约54GPa、约55GPa、约56GPa、约57GPa、约58GPa、约59GPa、约60GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约10GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约15GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约20GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约25GPa 或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约30 GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约 31GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约32GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约33GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约34GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约35GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约36GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约37GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约38GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约39GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约40GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约41GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约42GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约43GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约44GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约45GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约46GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约47GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约48GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约49GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约50GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约51GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约52GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约53GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约54GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约55GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约56 GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约57GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约58GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约59GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约60GPa或更高的硬度。
在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约330GPa至约350 GPa的体积弹性横量。
在一些实施方案中，包含硅的复合材料具有约20μm或更小的晶粒尺寸。在一些情况下，复合材料具有约15μm或更小、约12μm或更小、约10μm或更小、约8μm或更小、约5μm或更小、约2μm或更小或者约1μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约15μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约12μm 或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约10μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约9μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约8μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约7μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约6μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约5μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约4μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约3μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约2μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约1μm或更小的晶粒尺寸。
在一些情况下，晶粒尺寸是平均晶粒尺寸。在一些情形中，包含硅的复合材料具有约20μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情况下，复合材料具有约15μm或更小、约12μm或更小、约10μm或更小、约8μm或更小、约5μm或更小、约2μm或更小或者约1μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约15μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约12μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约10μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约9μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约8μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约7μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约6μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约5μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约4μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约3μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约2μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约1μm或更小的平均晶粒尺寸。
在一些实施方案中，包含硅的复合材料是致密化复合材料。在一些情况下，致密化复合材料包含第一式(W1-xMxSiy)n的基于钨的化合物和Tq。
在某些实施方案中，本文还描述了一种包括用于切削或研磨的表面或主体的工具，所述表面或主体至少是硬质材料的表面，其中所述硬质材料包含两种组合物：
(a)包含第一式(W1-xMxXy)n的第一组合物，
其中：
W是钨(W)；
X是硼(B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钪(Sc)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少2.0；
n是0.001至0.999；以及
(b)包含第二式Tq的组合物，
其中：
T是包含元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13 或14族过渡金属元素的至少一种元素；
T可任选地包含是元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、 12、13或14族过渡金属元素的组合的合金；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1。
本文还描述了一种W1-xMxXy的复合材料，其中添加了掺杂物。在一些方面，本文描述了一种掺杂物材料，例如元素周期表的第 4-、5-、6-、7-、8-、9-、10-、11-、12-、13-或14-族金属，其具有有益的存在，因为它增加和/或增强断裂韧性、耐磨性、导热性和/或延展性。在某些方面，烧结复合材料中存在的粘合剂材料的量(作为总质量的质量百分比)根据具体应用而变化。例如，一些应用可能需要更高的断裂韧性；因此，所需粘合剂的量可能高于需要较高耐磨性的应用(其固有地使用较少的粘合剂)。某些用途的实例包括但不限于硬面工具、车床插入件、井下钻头体、量规垫、挤压模表面、气动和液压磨损介质头。
在某些实施方案中，本文描述了一种复合材料，其包含两种组合物：
(a)包含第一式(W1-xMxXy)n的组合物，
其中：
W是钨(W)；
X是硼(B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钪(Sc)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少2.0；
n是0.001至0.999；以及
(b)包含第二式(M’X’)q、(M’X’2)q、(M’X’4)q、(M’X’6)q或(M’X’12)q或其组合的组合物，
其中：
X’是B、Be和Si中的一种，
M’是Hf、Zr和Y中的至少一种；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1；并且
其中第二组合物(b)包围第一组合物的部分或全部边缘，用作保护性涂层。
在一些实施方案中，来自第一式W1-xMxXy的X是B和Si中的一种。在一些实施方案中，来自第一式W1-xMxXy的X是Be和Si中的一种。在一些情况下，X是B。在其他情况下，X是Si。在另外的情况下，X是Be。
在一些实施方案中，X是B。在一些实施方案中，M是Re、 Ta、Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta或Cr中的一种。在一些实施方案中，X是B并且M是Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta和Cr中的一种。
在一些实施方案中，M选自Re、Ta、Mn、Cr、Hf、Ta、Zr、Y 和Mn，或Ta和Cr。在一些实施方案中，M选自Re、Ta、Mn、Cr 和Mn，或Ta和Cr。有时，M可选自Ta、Mn、Cr和Mn，或Ta和 Cr。M可以是Re。其他时候，M可选自Hf、Zr和Y。M可以是Ta。 M可以是Mn。M可以是Cr。M可以是Ta和Mn。M可以是Ta和 Cr。M可以是Hf。M可以是Zr。M可以是Y。M可以是Ti。M可以是V。M可以是Co。M可以是Ni。M可以是Cu。M可以是Zn。 M可以是Nb。M可以是Mo。M可以是Ru。M可以是Os。M可以是Ir。M可以是Li。M可以是Sc。M可以是Al。
有时，x可具有0.001至0.999范围内，包括端值在内的值。有时，x可具有0.001至0.999、0.005至0.99、0.01至0.95、0.05至 0.9、0.1至0.9、0.001至0.6、0.005至0.6、0.01至0.6、0.05至0.6、 0.1至0.6、0.2至0.6、0.3至0.6、0.4至0.6、0.001至0.55、0.005至 0.55、0.01至0.55、0.05至0.55、0.1至0.55、0.2至0.55、0.3至 0.55、0.4至0.55、0.45至0.55、0.001至0.5、0.005至0.5、0.01至 0.5、0.05至0.5、0.1至0.5、0.2至0.5、0.3至0.5、0.4至0.5、0.5 至0.55、0.45至0.5、0.001至0.4、0.005至0.4、0.01至0.4、0.05至 0.4、0.1至0.4、0.2至0.4、0.001至0.3、0.005至0.3、0.01至0.3、 0.05至0.3、0.1至0.3、0.001至0.2、0.005至0.2、0.01至0.2、0.05 至0.2或0.1至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些情形中，x具有0.1至0.9范围内，包括端值在内的值。在一些情况下，x具有 0.001至0.6、0.005至0.6、0.001至0.4或0.001至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些情况下，x具有0.001至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.3范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.001至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.01至 0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.01 至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有 0.01至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x具有0.01至0.3范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下，x 具有0.01至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.8范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.7范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.3范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.1至0.2范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.8范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.7范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.2至0.3范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.8范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.7范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.5范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.3至0.4范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.4至0.8范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.4至0.7范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.4至0.6范围内，包括端值在内的值。在一些另外的情况下， x具有0.4至0.5范围内，包括端值在内的值。
在一些实施方案中，x是至少0.001并且小于0.999。在一些实施方案中，x是至少0.001并且小于0.9。在一些情形中，x是至少0.001 并且小于0.6。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.5。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.4。在一些情形中，x是至少0.001 并且小于0.3。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.2。在一些情形中，x是至少0.001并且小于0.05。在一些情形中，x是至少0.01 并且小于0.5。在一些情形中，x是至少0.01并且小于0.4。在一些情形中，x是至少0.01并且小于0.3。在一些情形中，x是至少0.01并且小于0.2。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.5。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.4。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.3。在一些情形中，x是至少0.1并且小于0.2。
在一些情形中，x具有约0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、 0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.5、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、 0.56、0.57、0.58、0.59、0.6、0.65、0.7、0.8、0.9、0.95、0.99或约 0.999的值。在一些情形中，x具有约0.001的值。在一些情形中，x 具有约0.005的值。在一些情形中，x具有约0.01的值。在一些情形中，x具有约0.05的值。在一些情形中，x具有约0.1的值。在一些情形中，x具有约0.15的值。在一些情形中，x具有约0.2的值。在一些情形中，x具有约0.3的值。在一些情形中，x具有约0.4的值。在一些情形中，x具有约0.41的值。在一些情形中，x具有约0.42的值。在一些情形中，x具有约0.43的值。在一些情形中，x具有约 0.44的值。在一些情形中，x具有约0.45的值。在一些情形中，x具有约0.46的值。在一些情形中，x具有约0.47的值。在一些情形中， x具有约0.48的值。在一些情形中，x具有约0.49的值。在一些情形中，x具有约0.5的值。在一些情形中，x具有约0.51的值。在一些情形中，x具有约0.52的值。在一些情形中，x具有约0.53的值。在一些情形中，x具有约0.54的值。在一些情形中，x具有约0.55的值。在一些情形中，x具有约0.56的值。在一些情形中，x具有约0.57的值。在一些情形中，x具有约0.58的值。在一些情形中，x具有约0.59的值。在一些情形中，x具有约0.6的值。在一些情形中， x具有约0.7的值。在一些情形中，x具有约0.8的值。在一些情形中，x具有约0.9的值。在一些情形中，x具有约0.99的值。在一些情形中，x具有约0.999的值。
在一些实施方案中，X是B，M是Re，并且x是至少0.001且小于0.1。在进一步的实施方案中，X是B，M是Re，并且x是约 0.01。在进一步的实施方案中，M是Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta和Cr中的一种。在进一步的实施方案中，X是B并且M是 Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta和Cr中的一种。在进一步的实施方案中，X是B，M是Ta，并且x是至少0.001且小于0.05，或x 是约0.02。在进一步的实施方案中，X是B，M是Mn，并且x是至少0.001且小于0.4。在进一步的实施方案中，X是B，M是Cr，并且x是至少0.001且小于0.6。
在一些实施方案中，组合物基本上由W、Re和B组成，并且x 是至少0.001且小于0.1。在进一步的实施方案中，组合物基本上由 W、Re和B组成，并且x是约0.01。
在一些实施方案中，y是至少2、4、6、8或12。在一些情况下，y是至少2。在其他情况下，y是至少4。在一些情形中，y是至少6。在一些其他情形中，y是至少8。在其他情形中，y是至少12。
在一些实施方案中，n是0.001至0.999。在一些实施方案中，n 是0.001至0.999、0.005至0.999、0.01至0.999、0.05至0.999、0.1 至0.999、0.15至0.999、0.2至0.999、0.25至0.999、0.35至0.999、 0.4至0.999、0.5至0.999、0.6至0.999、0.7至0.999、0.8至0.999、0.001至0.99、0.005至0.99、0.01至0.99、0.05至0.99、0.1至0.99、 0.15至0.99、0.2至0.99、0.25至0.99、0.35至0.99、0.4至0.99、0.5 至0.99、0.6至0.99、0.7至0.99、0.8至0.99、0.01至0.9、0.05至0.9、0.1至0.9、0.15至0.9、0.2至0.9、0.25至0.9、0.3至0.9、0.35至0.9、0.4至0.9、0.5至0.9、0.6至0.9、0.7至0.9、0.8至0.9、0.01 至0.8、0.05至0.8、0.1至0.8、0.15至0.8、0.2至0.8、0.25至0.8、 0.3至0.8、0.4至0.8、0.5至0.8、0.6至0.8、0.7至0.8、0.01至0.7、 0.05至0.7、0.1至0.7、0.2至0.7、0.3至0.7、0.4至0.7、0.5至0.7、 0.01至0.6、0.05至0.6、0.1至0.6、0.2至0.6、0.3至0.6、0.01至 0.5、0.05至0.5、0.1至0.5、0.2至0.5、0.01至0.4、0.05至0.4、0.1 至0.4、0.2至0.4、0.01至0.3、0.05至0.3、0.1至0.3、0.2至0.3、 0.75至0.99、0.75至0.9、0.75至0.8、0.8至0.99或0.8至0.9。
在一些情形中，n是约0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.15、 0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、 0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、0.99或约0.999。在一些情形中，n是约 0.001。在一些情形中，n是约0.005。在一些情形中，n是约0.01。在一些情形中，n是约0.05。在一些情形中，n是约0.1。在一些情形中，n是约0.15。在一些情形中，n是约0.2。在一些情形中，n是约 0.25。在一些情形中，n是约0.3。在一些情形中，n是约0.35。在一些情形中，n是约0.4。在一些情形中，n是约0.5。在一些情形中，n 是约0.6。在一些情形中，n是约0.7。在一些情形中，n是约0.75。在一些情形中，n是约0.8。在一些情形中，n是约0.85。在一些情形中，n是约0.9。在一些情形中，n是约0.95。在一些情形中，n是约 0.99。在一些情形中，n是约0.999。
在一些实施方案中，X是B并且M包含Re、Ta、Mn、Cr、Hf、 Ta、Zr和Y中的至少一种。在一些实施方案中，X是B并且M包含 Re、Ta、Mn和Cr中的至少一种。有时，X是B并且M可包含Ta、Mn和Cr中的至少一种。其他时候，X是B并且M可包含Hf、Zr 和Y中的至少一种。在一些情况下，X是B并且M至少包含Re。在一些情况下，X是B并且M至少包含Ta。在一些情况下，X是B并且M至少包含Mn。在一些情况下，X是B并且M至少包含Cr。在一些情形中，X是B并且M至少包含Hf。在一些情形中，X是B并且M至少包含Zr。在一些情形中，X是B并且M至少包含Y。在一些情形中，X是B并且M至少包含Ti。在一些情形中，X是B并且 M至少包含V。在一些情形中，X是B并且M至少包含Co。在一些情形中，X是B并且M至少包含Ni。在一些情形中，X是B并且M 至少包含Cu。在一些情形中，X是B并且M至少包含Zn。在一些情形中，X是B并且M至少包含Nb。在一些情形中，X是B并且M 至少包含Mo。在一些情形中，X是B并且M至少包含Ru。在一些情形中，X是B并且M至少包含Os。在一些情形中，X是B并且M 至少包含Ir。在一些情形中，X是B并且M至少包含Li。
在一些情况下，X是B并且M包含选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、 Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、Ta、Re、Os、Ir、Li、 Y和Al的两种或更多种元素。在一些情形中，X是B并且M包含 Ta和选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、 Ru、Hf、Re、Os、Ir、Li、Y和Al的元素。在一些情形中，X是B 并且M包含Ta和选自Mn或Cr的元素。在一些情形中，X是B并且M包含Hf和选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、 Nb、Mo、Ru、Re、Os、Ir、Li、Ta、Y和Al的元素。在一些情形中，X是B并且M包含Zr和选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、 Cu、Zn、Ta、Nb、Mo、Ru、Hf、Re、Os、Ir、Li、Y和Al的元素。在一些情形中，X是B并且M包含Y和选自Ti、V、Cr、Mn、 Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ta、Nb、Mo、Ru、Hf、Re、Os、Ir、Li、 Zr和Al的元素。
在一些实施方案中，X是B并且M选自Re、Ta、Mn、Cr、Hf、 Ta、Zr、Y、Ta和Mn，或Ta和Cr。在一些实施方案中，X是B并且M选自Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta和Cr。有时，X是B 并且M可选自Ta、Mn、Cr、Ta和Mn，或Ta和Cr。M可以是Re。其他时候，X是B并且M可选自Hf、Zr和Y。在一些情况下，X是 B并且M是Ta。在一些情形中，X是B并且M是Mn。在一些情形中，X是B并且M是Cr。在一些情形中，X是B并且M是Ta和Mn。在一些情形中，X是B并且M是Ta和Cr。在一些情形中，X 是B并且M是Hf。在一些情形中，X是B并且M是Zr。在一些情形中，X是B并且M是Y。在一些情形中，X是B并且M是Ti。在一些情形中，X是B并且M是V。在一些情形中，X是B并且M是 Co。在一些情形中，X是B并且M是Ni。在一些情形中，X是B并且M是Cu。在一些情形中，X是B并且M是Zn。在一些情形中， X是B并且M是Nb。在一些情形中，X是B并且M是Mo。在一些情形中，X是B并且M是Ru。在一些情形中，X是B并且M是Os。在一些情形中，X是B并且M是Ir。在一些情形中，X是B并且M 是Li。
在一些实施方案中，X是B，M是Re，并且x是至少0.001且小于0.6。在一些实施方案中，X是B，M是Re，并且x是至少0.001 且小于0.5。在一些实施方案中，X是B，M是Re，并且x是至少 0.001且小于0.4。在一些实施方案中，X是B，M是Re，并且x是至少0.001且小于0.3。在一些实施方案中，X是B，M是Re，并且 x是至少0.001且小于0.2。在一些实施方案中，X是B，M是Re，并且x是至少0.001且小于0.1。
在一些实施方案中，X是B，M是Ta，并且x是至少0.001且小于0.6。在一些实施方案中，X是B，M是Ta，并且x是至少0.001 且小于0.5。在一些实施方案中，X是B，M是Ta，并且x是至少 0.001且小于0.4。在一些实施方案中，X是B，M是Ta，并且x是至少0.001且小于0.3。在一些实施方案中，X是B，M是Ta，并且 x是至少0.001且小于0.2。在一些实施方案中，X是B，M是Ta，并且x是至少0.001且小于0.1。在一些实施方案中，X是B，M是 Ta，并且x是至少0.001且小于0.05。在一些实施方案中，X是B， M是Ta，并且x是约0.02。在一些实施方案中，X是B，M是Ta，并且x是约0.04。
在一些实施方案中，X是B，M是Mn，并且x是至少0.001且小于0.6。在一些实施方案中，X是B，M是Mn，并且x是至少0.001 且小于0.5。在一些实施方案中，X是B，M是Mn，并且x是至少 0.001且小于0.4。在一些实施方案中，X是B，M是Mn，并且x是至少0.001且小于0.3。在一些实施方案中，X是B，M是Mn，并且 x是至少0.001且小于0.2。在一些实施方案中，X是B，M是Mn，并且x是至少0.001且小于0.1。在一些实施方案中，X是B，M是 Mn，并且x是至少0.001且小于0.05。
在一些实施方案中，X是B，M是Cr，并且x是至少0.001且小于0.6。在一些实施方案中，X是B，M是Cr，并且x是至少0.001 且小于0.5。在一些实施方案中，X是B，M是Cr，并且x是至少 0.001且小于0.4。在一些实施方案中，X是B，M是Cr，并且x是至少0.001且小于0.3。在一些实施方案中，X是B，M是Cr，并且 x是至少0.001且小于0.2。在一些实施方案中，X是B，M是Cr，并且x是至少0.001且小于0.1。在一些实施方案中，X是B，M是 Cr，并且x是至少0.001且小于0.05。
在一些实施方案中，X是B并且M包含Ta和Mn。在一些实施方案中，X是B并且M是Ta和Mn。在一些实施方案中，X是B， M包含Ta和Mn，并且x是至少0.001且小于0.6。在一些情况下，复合材料包含W0.94Ta0.02Mn0.04By，其中y是至少4。在一些情况下，复合材料包含W0.94Ta0.02Mn0.04B4。
在一些情况下，X是B并且M包含Ta和Cr。在一些情况下，X 是B并且M是Ta和Cr。在一些情况下，X是B，M包含Ta和Cr，并且x是至少0.001且小于0.6。在一些情况下，复合材料包含W0.93Ta0.02Cr0.05By，其中y是至少4。在一些情况下，复合材料包含 W0.93Ta0.02Cr0.05B4。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含WB4。
在一些实施方案中，X’是B。在一些实施方案中，M’是Hf、Zr 和Y中的一种。在一些实施方案中，X’是B并且M’是Hf。在一些实施方案中，X’是B并且M’是Zr。在一些实施方案中，X’是B并且M’是Y。在其他实施方案中，X’是B，并且M’包含Hf和Y。在其他实施方案中，X’是B并且M’包含Hf和Y。在其他实施方案中，X’是B 并且M’包含Zr和Y。仍在其他实施方案中，X’是B并且M’包含 Hf、Zr和Y。
在一些实施方案中，X’是B，M’是Hf，并且第二式是HfB。在一些实施方案中，X’是B，M’是Hf，并且第二式是HfB2。在一些实施方案中，X’是B，M’是Hf，并且第二式是HfB和HfB2的组合。
在一些实施方案中，X’是B，M’是Zr，并且第二式是ZrB。在一些实施方案中，X’是B，M’是Zr，并且第二式是ZrB2。在一些实施方案中，X’是B，M’是Zr，并且第二式是ZrB和ZrB2的组合。
在一些实施方案中，X’是B，M’是Y，并且第二式是YB2。在一些实施方案中，X’是B，M’是Y，并且第二式是YB4。在一些实施方案中，X’是B，M’是Y，并且第二式是YB6。在一些实施方案中， X’是B，M’是Y，并且第二式是YB12。在一些实施方案中，X’是 B，M’是Y，并且第二式是YB2和YB4的组合。在一些实施方案中， X’是B，M’是Y，并且第二式是YB2和YB6的组合。在一些实施方案中，X’是B，M’是Y，并且第二式是YB2和YB12的组合。在一些实施方案中，X’是B，M’是Y，并且第二式是YB4和YB6的组合。在一些实施方案中，X’是B，M’是Y，并且第二式是YB4和YB12的组合。在一些实施方案中，X’是B，M’是Y，并且第二式是YB6和 YB12的组合。在一些实施方案中，X’是B，M’是Y，并且第二式是 YB2、YB4和YB6的组合。在一些实施方案中，X’是B，M’是Y，并且第二式是YB2、YB4和YB12的组合。在一些实施方案中，X’是 B，M’是Y，并且第二式是YB4、YB6和YB12的组合。在一些实施方案中，X’是B，M’是Y，并且第二式是YB2、YB6和YB12的组合。在一些实施方案中，X’是B，M’是Y，并且第二式是YB2、YB4、YB6和YB12的组合。
在一些实施方案中，q是0.001至0.999。在一些实施方案中，q 是0.001至0.999、0.005至0.999、0.01至0.999、0.05至0.999、0.1 至0.999、0.15至0.999、0.2至0.999、0.25至0.999、0.35至0.999、 0.4至0.999、0.5至0.999、0.6至0.999、0.7至0.999、0.8至0.999、0.001至0.99、0.005至0.99、0.01至0.99、0.05至0.99、0.1至0.99、 0.15至0.99、0.2至0.99、0.25至0.99、0.35至0.99、0.4至0.99、0.5 至0.99、0.6至0.99、0.7至0.99、0.8至0.99、0.01至0.9、0.05至 0.9、0.1至0.9、0.15至0.9、0.2至0.9、0.25至0.9、0.3至0.9、0.35至0.9、0.4至0.9、0.5至0.9、0.6至0.9、0.7至0.9、0.8至0.9、0.01 至0.8、0.05至0.8、0.1至0.8、0.15至0.8、0.2至0.8、0.25至0.8、 0.3至0.8、0.4至0.8、0.5至0.8、0.6至0.8、0.7至0.8、0.01至0.7、 0.05至0.7、0.1至0.7、0.2至0.7、0.3至0.7、0.4至0.7、0.5至0.7、 0.01至0.6、0.05至0.6、0.1至0.6、0.2至0.6、0.3至0.6、0.01至 0.5、0.05至0.5、0.1至0.5、0.2至0.5、0.01至0.4、0.05至0.4、0.1 至0.4、0.2至0.4、0.01至0.3、0.05至0.3、0.1至0.3、0.2至0.3、 0.75至0.99、0.75至0.9、0.75至0.8、0.8至0.99或0.8至0.9。
在一些实施方案中，q是约0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、 0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、 0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、0.99或约0.999。在一些情形中， q是约0.001。在一些情形中，q是约0.005。在一些情形中，q是约 0.01。在一些情形中，q是约0.05。在一些情形中，q是约0.1。在一些情形中，q是约0.15。在一些情形中，q是约0.2。在一些情形中， q是约0.25。在一些情形中，q是约0.3。在一些情形中，q是约0.35。在一些情形中，q是约0.4。在一些情形中，q是约0.5。在一些情形中，q是约0.6。在一些情形中，q是约0.7。在一些情形中，q 是约0.75。在一些情形中，q是约0.8。在一些情形中，q是约0.85。在一些情形中，q是约0.9。在一些情形中，q是约0.95。在一些情形中，q是约0.99。在一些情形中，q是约0.999。
在一些情形中，如本文所用，q和n是重量百分比范围。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料抗氧化。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有抗氧化特性。例如，当复合材料涂覆在工具的表面上时，与未涂覆有所述复合材料的工具相比，复合材料降低了工具的氧化速率。在替代实例中，当复合材料涂覆在工具的表面上时，与未涂覆有所述复合材料的工具相比，复合材料防止工具氧化。在一些情况下，复合材料中的(M’X’)q、(M’X’2)q、 (M’X’4)q、(M’X’6)q或(M’X’12)q或其组合抑制氧化的形成或降低氧化速率。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料包含固溶体相。在一些实施方案中，本文所述的复合材料形成固溶体。在一些情况下，固溶体相中的复合材料包含第一式(W1-xMxXy)n的基于钨的化合物和第二式(M’X’)q、(M’X’2)q、(M’X’4)q、(M’X’6)q或(M’X’12)q或其组合。在一些情况下，固溶体相中的复合材料包含第一式(W1-xMxB4)n的基于钨的化合物和第二式(M’X’)q、(M’X’2)q、(M’X’4)q、(M’X’6)q或(M’X’12)q或其组合。在一些情况下，固溶体相中的复合材料包含第一式(WB4)n的基于钨的化合物和第二式(M’X’)q、(M’X’2)q、 (M’X’4)q、(M’X’6)q或(M’X’12)q或其组合。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约10至约70GPa 的硬度。在一些情况下，本文所述的复合材料具有约10至约60 Gpa、约10至约50GPa、约10至约40GPa、约10至约30GPa、约 20至约70GPa、约20至约60GPa、约20至约50GPa、约20至约 40GPa、约20至约30GPa、约30至约70GPa、约30至约60GPa、约30至约50GPa、约30至约45GPa、约30至约40GPa、约30至约35GPa、约35至约70GPa、约35至约60GPa、约35至约50 GPa、约35至约40GPa、约40至约70GPa、约40至约60GPa、约 40至约50GPa、约45至约60GPa或约45至约50GPa的硬度。在一些情况下，本文所述的复合材料具有约30至约50GPa、约30至约45GPa、约30至约40GPa、约30至约35GPa、约35至约50 GPa、约35至约40GPa、约40至约50GPa或约45至约50GPa的硬度。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约10GPa、约15 GPa、约20GPa、约25GPa、约30GPa、约31GPa、约32GPa、约 33GPa、约34GPa、约35GPa、约36GPa、约37GPa、约38GPa、约39GPa、约40GPa、约41GPa、约42GPa、约43GPa、约44 GPa、约45GPa、约46GPa、约47GPa、约48GPa、约49GPa、约 50GPa、约51GPa、约52GPa、约53GPa、约54GPa、约55GPa、约56GPa、约57GPa、约58GPa、约59GPa、约60GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约10GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约15GPa 或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约20 GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约25GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约30GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约31GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约32GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约33GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约34GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约35GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约36GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约37GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约38GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约39GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约40GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约41 GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约42GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约43GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约44GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约45GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约46GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约47GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约48GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约49GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约50GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约51GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约52GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约53GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约54GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约55GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约56GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约57GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约58GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约59GPa或更高的硬度。在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约60GPa或更高的硬度。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约330GPa至约 350GPa的体积弹性横量。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料具有约20μm或更小的晶粒尺寸。在一些情况下，复合材料具有约15μm或更小、约12μm 或更小、约10μm或更小、约8μm或更小、约5μm或更小、约2μm 或更小或者约1μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约15μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约12μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约10μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约9μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约8μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约7μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约6μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约5μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约4μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约3μm 或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约2μm或更小的晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约1μm或更小的晶粒尺寸。
在一些情况下，晶粒尺寸是平均晶粒尺寸。在一些情形中，本文所述的复合材料具有约20μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情况下，复合材料具有约15μm或更小、约12μm或更小、约10μm或更小、约8μm或更小、约5μm或更小、约2μm或更小或者约1μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约15μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约12μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约10μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约9μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约8μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约7μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约6μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约5μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约4μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约3μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约2μm或更小的平均晶粒尺寸。在一些情形中，复合材料具有约约1μm或更小的平均晶粒尺寸。
在一些实施方案中，本文所述的复合材料是致密化复合材料。在一些情况下，致密化复合材料包含第一式(W1-xMxXy)n的基于钨的化合物和第二式(M’X’)q、(M’X’2)q、(M’X’4)q、(M’X’6)q或(M’X’12)q或其组合的化合物。在一些情况下，致密化复合材料包含第一式 (W1- xMxB4)n的基于钨的化合物和第二式(M’X’)q、(M’X’2)q、(M’X’4)q、(M’X’6)q或(M’X’12)q或其组合的化合物。在一些情况下，致密化复合材料包含第一式WB4的基于钨的化合物和第二式(M’X’)q、(M’X’2)q、(M’X’4)q、(M’X’6)q或(M’X’12)q或其组合的化合物。
在某些实施方案中，本文还描述了一种包括用于切削或研磨的表面或主体的工具，所述表面或主体至少是硬质材料的表面，其中所述硬质材料包含两种组合物：
(a)包含第一式(W1-xMxXy)n的组合物，
其中：
W是钨(W)；
X是硼(B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钪(Sc)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少2.0；
n是0.001至0.999；以及
(b)包含第二式(M’X’)q、(M’X’2)q、(M’X’4)q、(M’X’6)q或(M’X’12)q或其组合的组合物，
其中：
X’是B、Be和Si中的一种，
M’是Hf、Zr和Y中的至少一种；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1；并且
其中第二组合物(b)包围第一组合物的部分或全部边缘，用作保护性涂层。
四硼化钨
本发明主题的一些实施方案涉及分别用过渡金属和轻元素取代各种浓度的钨和/或硼(部分或完全)来提高四硼化钨(WB4)的硬度。根据本发明主题的一些实施方案，由于固溶体、晶界分散和沉淀硬化机制引起的硬度的增加导致生产具有增加的寿命的机器工具。根据本发明主题的一些实施方案，在一些实施方案中，所开发的材料，无论是块状还是薄膜条件，均用于多种应用，包括钻头、锯片、车床插入件和挤出模具以及用于杯、管和拉丝工艺的冲头。
过渡金属-硼化物领域现有的最新技术包括二硼化锇和二硼化钌化合物、二硼化铼和二硼化钨的固态合成和表征。首先介绍了高硬度四硼化钨(WB4)的概念，与上述超硬二硼化物相比，其含有更多的硼-硼键，并且讨论了它作为超硬材料的应用。
具有过渡金属和轻元素的四硼化钨
根据本发明主题的一些实施方案，描述了通过用其他过渡金属诸如铼代替钨的基于四硼化钨的新型超硬材料。除价格低廉且具有金属导电性之外，所开发的材料表现出改善的维氏硬度大大超过50 GPa，这远远高于WB4的硬度(约43GPa)。
根据本发明主题的一些实施方案，WB4的组成变化通过用其他金属(诸如Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、 Ru、Hf、Ta、Re、Os、Ir、Li、Sc、Y和Al)代替W和/或用轻元素(诸如Be和Si)代替B来合成。使用玛瑙研钵和研杵将具有期望化学计量的这些元素的纯粉末一起研磨，直至实现均匀的混合物。在 WB4化合物的情形中，应使用1:12的钨与硼比率。需要过量的硼以补偿其在合成期间的蒸发并且基于钨-硼系统的二元相图确保WB4结构的热力学稳定性。通过液压(瓶式千斤顶)压机将每种混合物压成粒料。然后将粒料置于电弧熔炼炉中，并且在环境压力下在高纯度氩气下施加>60安培的AC/DC电流。在一些其他实施方案中，使用其他合成技术，包括热压和放电等离子体烧结。为了制备这些材料的薄膜，使用各种沉积技术，诸如溅射、包埋法等。
在实践中实施这些化合物需要一些小的技术调整及其对工业规模的适应。例如，对于一些应用，需要使用强力压机以压制大粒料和大电弧熔炼炉以形成大粒料。在使用烧结方法合成试样的情形中，可能需要适当的大型热压机或SPS机器以及用于产品(插入件、钻头、模具等)的特定几何形状的精心设计的模具。根据本发明主题的一些实施方案，由于这些化合物中的大多数是导电的，因此为了最小化生产时间，放电机(EDM)对于制造由这些超硬材料制成的产品所必需的切削、钻孔、精加工和其他后合成工艺也非常有益。为了增加产品的延展性，添加Co、Ni或Cu或这三种元素的组合是有用的。在一些实施方案中，对于这些材料的薄膜应用，需要高科技的薄膜沉积系统。
在一些实施方案中，本文描述了成功合成并表征了WB4中各种浓度的Re，即W1- xRexB4(x＝0.005-0.5)。实验表明，在0.49N的施加载荷下，用Re取代1重量％的W将WB4的维氏硬度从约43GPa 增加至约50GPa。此化合物在空气中热稳定高达400℃。本文还描述了合成具有Ta、Mo、Mn和Cr的WB4的各种化学计量，观察到的一些化合物的硬度结果大大超过50GPa。例如，已测量到，当WB4中的约2.0重量％、4.0重量％和10.0重量％的W分别用Ta、Mn和 Cr代替时，维氏硬度值(在0.49N的施加载荷下)为52.8、53.7和53.5 GPa。另外，通过利用这些结果，本文描述了通过保持WB4中Ta的浓度固定为2.0重量％同时改变Mn和Cr的浓度为2.0重量％至10.0 重量％来合成WB4与这三种元素的组合的三元/四元固溶体。这导致组合W0.94Ta0.02Mn0.04B4和W0.93Ta0.02Cr0.05B4的硬度(在0.49N下)值分别高达55.8和57.3GPa。证明了由于其优异的导电性，WB4使用 EDM机器容易地进行切削。将由EDM切削的样品用于测试组合物材料的加工性能。通过向它们添加Co、Ni或Cu来改善这些化合物的延展性。
根据本发明主题的一些实施方案的工具至少具有由根据本发明主题的实施方案的任何组合物制成的切削或研磨表面。在一些实施方案中，工具具有根据本发明主题的实施方案的上述组合物的膜或涂层。在其他实施方案中，工具由从根据本发明主题的实施方案的上述组合物制成的部件制成和/或包括所述部件。在一些实施方案中，钻头、刀片、模具等由根据本发明主题的实施方案的上述组合物涂覆或由其制成。然而，工具和工具部件不限于这些实例。在其他实施方案中，粉末或颗粒形式的上述材料被单独提供或附接到背衬结构以提供研磨功能。在一些实施方案中，将根据本发明主题的组合物用于替代当前使用的硬质材料，诸如碳化钨。在一些实施方案中，将上述材料用作保护性表面涂层，以提供耐磨性和耐磨损性或耐其他损坏。
具有过渡金属和轻元素的四硼化钨的粘合剂组合物
在一些实施方案中，本文描述了一种复合材料，其作为WB4与过渡金属和轻元素(W1-xMxXy组合物)以及粘合剂(诸如元素周期表中的第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14族过渡金属元素)的变化的组合提供。在一些实施方案中，本文描述了一种复合材料，其作为WB4与过渡金属和轻元素(W1-xMxXy组合物)以及粘合剂(诸如元素周期表中的第8、9或10族过渡金属元素)的变化的组合提供。在进一步的实施方案中，所述粘合剂包含至少一种来自Fe、Co和Ni 的元素，其中粘合剂的重量％范围是0.001至0.5。在一些进一步的实施方案中，粘合剂的重量％范围是0.01至0.5。在一些进一步的实施方案中，粘合剂的重量％范围是0.1至0.5。
在一些实施方案中，复合材料包含90重量％的具有过渡金属和轻元素的W1-xMxXy，10重量％的作为粘合剂的Co金属。在一些进一步的实施方案中，复合材料包含约73重量％至约95重量％的 W1-xMxXy和约5重量％至约27重量％的固溶体Co-Ni-Fe粘合剂，其包含约40重量％至约90重量％的Co、约4重量％至约36重量％的 Ni和约4重量％至约36重量％的Fe，并且其中Ni:Fe比率是约1.5:1 至约1:1.5，并且其中粘合剂的固溶体基本上不表现出应力和应变诱导的相变。
在一些实施方案中，作为非限制性实例，将W1-xMxXy组合物研磨成细粉末(例如1-30μm)并且与粘合剂的细粉末充分混合，并且然后进行致密化以使其成为完全致密化复合材料。在一些实施方案中，作为非限制性实例，将W1-xMxXy组合物研磨成细粉末(例如1-10 μm)并且与粘合剂的细粉末充分混合，并且然后进行致密化以使其成为完全致密化复合材料。
在一些实施方案中，作为非限制性实例，将已混合的W1-xMxXy与粘合剂的预定组合物装载到具有期望几何形状的模具中，并且在力(例如20吨)下压制，以产生“生粒料”，然后将其在高温真空炉(例如1400℃)中烧结一段时间(例如1-6小时)。最终产品是具有粘合剂的完全致密化WB4复合材料。在其他实施方案中，作为非限制性实例，将已混合的W1-xMxXy与粘合剂的预定组合物装载到石墨模具中以进行液压压实，并且然后装载到火花等离子体烧结炉(SPS)或高温高压炉(HTHP)或热等静压机(HIP)中，以同时或顺序经受压力处理和温度扫描，从而产生具有粘合剂的完全致密化WB4复合材料。
在一些情况下，这些成品材料的韧性相对于具有式W1-xMxXy的化合物，在牺牲硬度时更高，但表现出在应用环境中容易需要的特性(这样使得单独的“纯”W1-xMxXy将不进行处理，即加工)。
根据本发明主题的一些实施方案的工具至少具有由具有根据本发明主题的实施方案的W1-xMxXy与粘合剂的预定组合物的任何复合材料制成的切削或研磨表面。在一些实施方案中，工具具有根据本发明主题的实施方案的上述复合材料的膜或涂层。在其他实施方案中，工具由从根据本发明主题的实施方案的上述复合材料制成的部件制成和/或包括所述部件。在一些实施方案中，钻头、刀片、模具等由根据本发明主题的实施方案的上述组合物涂覆或由其制成。然而，工具和工具部件不限于这些实例。在其他实施方案中，粉末或颗粒形式的上述材料被单独提供或附接到背衬结构以提供研磨功能。在一些实施方案中，例如将根据本发明主题的组合物在一些实施方案中用于替代当前使用的硬质材料，诸如碳化钨。在一些实施方案中，例如将上述材料用作保护性表面涂层，以提供耐磨性和耐磨损性或耐其他损坏。
带有保护性涂层的具有过渡金属和轻元素的四硼化钨
在一些实施方案中，W1-xMxXy的制剂，其中W是钨(W)；X是硼(B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种；并且M是Hf、Zr或Y或其组合。在此制剂中，M形成式M’X’、M’X’2、M’X’4、M’X’6或M’X’12或其组合的组合物，并且包围W1-xMxXy组合物的部分或全部边缘，用作保护性涂层。在制剂W1-xMxXy中，最终产品中的x是至少0.001且小于0.50组合物。在一些实施方案中，作为非限制性实例，通过添加过量的Hf、Zr或Y或其组合(标称的、预合成制剂，其中x在0.50 与1.5之间，使得制剂在电弧融化之前是W0.9M1.5B4)，在晶界处产生 W1-xMxXy+MX2的后合成组合物。因此基本上，其是WB4(具有固溶体添加剂)，具有包围部分或全部边缘的第二相。在一些情形中，围绕WB4的有意的第二相是为了相对于不具有所述第二相的化合物具有增加的抗氧化性。在一些情形中，第二相保护下面的WB4免受氧化。在一些实施方案中，作为非限制性实例，感兴趣的是覆盖任何高氧化点二硼化物(MB2)，其中M是Hf、Zr和Y中的至少一种，作为复合材料/二元组合物(在晶界处具有MB2的WB4)。这两种物质将是紧密散布且不可分离的。
根据本发明主题的一些实施方案的工具至少具有由具有根据本发明主题的实施方案的W1-xMxXy与含有涂层的保护性MB2的预定组合物的任何复合材料制成的切削或研磨表面。在一些实施方案中，工具具有根据本发明主题的实施方案的上述复合材料的膜或涂层。在其他实施方案中，工具由从根据本发明主题的实施方案的上述复合材料制成的部件制成和/或被设计成包括所述部件。在一些实施方案中，钻头、刀片、模具等由根据本发明主题的实施方案的上述组合物涂覆或由其制成。然而，工具和工具部件不限于这些实例。在其他实施方案中，粉末或颗粒形式的上述材料被单独提供或附接到背衬结构以提供研磨功能。在一些实施方案中，例如将根据本发明主题的组合物用于替代当前使用的硬质材料，诸如碳化钨。在一些实施方案中，例如将上述材料用作保护性表面涂层，以提供耐磨性和耐磨损性或耐其他损坏。
制造方法
在某些实施方案中，本文所述包括制备复合材料的方法。在一些实施方案中，本文所述包括一种制备抗氧化复合材料的方法，其包括(a)将具有第一式(W1-xMxXy)n的组合物和具有第二式Tq的组合物共混在一起持续足够的时间，以产生粉末混合物；其中：X是B、 Be和Si中的一种；M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴 (Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、 9、10、11、12、13或14族元素的合金；x是0.001至0.999；y是至少4.0；q和n各自独立地是0.001至0.999；并且q和n的和是1；(b) 在足够的压力下压制粉末混合物，以生成粒料；以及(c)在足够的温度下烧结所述粒料，以产生致密化的复合材料。
在一些实施方案中，本文所述包括一种制备致密化复合材料的方法，其包括(a)将具有式(W1-xMxB4)n的第一组合物和式Tq的第二组合物共混在一起持续足够的时间，以产生粉末混合物；其中：M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼 (Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13 或14族元素的合金；x是0.001至0.999；q和n各自独立地是0.001 至0.999；并且q和n的和是1；(b)在足够的压力下压制粉末混合物，以生成粒料；以及(c)在足够的温度下烧结所述粒料，以产生致密化的复合材料。
在一些实施方案中，本文所述包括一种制备致密化复合材料的方法，其包括(a)将具有式(WB4)n的第一组合物和式Tq的第二组合物共混在一起持续足够的时间，以产生粉末混合物；其中：T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或 14族元素的合金；q和n各自独立地是0.001至0.999；并且q和n 的和是1；(b)在足够的压力下压制粉末混合物，以生成粒料；以及(c) 在足够的温度下烧结所述粒料，以产生致密化的复合材料。
在一些实施方案中，本文所述包括一种制备致密化复合材料的方法，其包括(a)将具有式(W1-xMxBey)n的第一组合物和式Tq的第二组合物共混在一起持续足够的时间，以产生粉末混合物；其中：M 是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14族元素的合金；x是0.001至0.999；y是至少4.0；q和n各自独立地是0.001至0.999；并且q和n的和是1；(b)在足够的压力下压制粉末混合物，以生成粒料；以及(c)在足够的温度下烧结所述粒料，以产生致密化的复合材料。
在一些实施方案中，本文所述包括一种制备致密化复合材料的方法，其包括(a)将具有式(W1-xMxSiy)n的第一组合物和式Tq的第二组合物共混在一起持续足够的时间，以产生粉末混合物；其中：M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼 (Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13 或14族元素的合金；x是0.001至0.999；y是至少4.0；q和n各自独立地是0.001至0.999；并且q和n的和是1；(b)在足够的压力下压制粉末混合物，以生成粒料；以及(c)在足够的温度下烧结所述粒料，以产生致密化的复合材料。
在一些实施方案中，共混时间是约5分钟至约6小时。在一些情况下，共混时间是约5分钟、约10分钟、约15分钟、约20分钟、约30分钟、约45分钟、约1小时、约1.5小时、约2小时、约3小时、约4小时、约5小时或约6小时。
在一些实施方案中，共混时间是至少5分钟或更多。在一些情形中，共混时间是约10分钟或更多。在一些情形中，共混时间是约 20分钟或更多。在一些情形中，共混时间是约30分钟或更多。在一些情形中，共混时间是约45分钟或更多。在一些情形中，共混时间是约1小时或更多。在一些情形中，共混时间是约2小时或更多。在一些情形中，共混时间是约3小时或更多。在一些情形中，共混时间是约4小时或更多。在一些情形中，共混时间是约5小时或更多。在一些情形中，共混时间是约6小时或更多。在一些情形中，共混时间是约8小时或更多。在一些情形中，共混时间是约10小时或更多。在一些情形中，共混时间是约12小时或更多。
在一些情况下，使用高达36,000psi的压力以生成粒料。在一些情况下，所述压力高达34,000psi。在一些情况下，所述压力高达 32,000psi。在一些情况下，所述压力高达30,000psi。在一些情况下，所述压力高达28,000psi。在一些情况下，所述压力高达26,000psi。在一些情况下，所述压力高达24,000psi。在一些情况下，所述压力高达22,000psi。在一些情况下，所述压力高达20,000psi。在一些情况下，所述压力高达18,000psi。在一些情况下，所述压力高达 16,000psi。在一些情况下，所述压力高达15,000psi。在一些情况下，所述压力高达14,000psi。在一些情况下，所述压力高达10,000 psi。
在一些实施方案中，本文所述的方法还包括烧结步骤。在一些情况下，烧结步骤生成致密化复合材料。在一些情况下，烧结步骤在升高的温度下进行。在一些情形中，烧结期间的温度是1000℃至 2000℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1000℃至1900℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1200℃至1900℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1300℃至1900℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1400℃至1900℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1000℃至 1800℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1000℃至1700℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1200℃至1800℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1300℃至1700℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1000℃至1600℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1500℃至 1800℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1500℃至1700℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1500℃至1600℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1600℃至2000℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1600℃至1900℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1600℃至 1800℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1600℃至1700℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1700℃至2000℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1700℃至1900℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1700℃至1800℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1800℃至 2000℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1800℃至1900℃。在一些情形中，烧结期间的温度是1900℃至2000℃。
在一些情形中，所述温度是约1000℃、约1100℃、约1200℃、约1300℃、约1400℃、约1500℃、约1600℃、约1700℃、约 1800℃、约1900℃或约2000℃。在一些情形中，所述温度是约 1000℃。在一些情形中，所述温度是约1100℃。在一些情形中，所述温度是约1200℃。在一些情形中，所述温度是约1300℃。在一些情形中，所述温度是约1400℃。在一些情形中，所述温度是约 1500℃。在一些情形中，所述温度是约1600℃。在一些情形中，所述温度是约1700℃。在一些情形中，所述温度是约1800℃。在一些情形中，所述温度是约1900℃。在一些情形中，所述温度是约 2000℃。
在一些情形中，烧结在室温下进行。
在一些实施方案中，本文所述的烧结步骤涉及升高的温度和升高的压力，例如热压。热压是涉及同时施加压力和高温的过程，其可加速材料(例如，本文所述的复合材料)的致密化速率。在一些情况下，在热压过程中使用1000℃至2000℃的温度和高达36,000psi的压力。
在其他实施方案中，本文所述的烧结步骤涉及升高的压力和室温，例如冷压。在此类情况下，使用高达36,000psi的压力。
工具和研磨材料
在一些实施方案中，将本文所述的复合材料用于制备、改性或涂覆工具或研磨材料。在一些情况下，将本文所述的复合材料涂覆到工具或研磨材料的表面上。在其他情况下，用本文所述的复合材料改性工具或研磨材料的表面。在另外的情况下，工具或研磨材料的表面包含本文所述的复合材料。
在一些实施方案中，工具或研磨材料包含切削工具。在一些情况下，工具或研磨材料包含用于切削、钻孔、蚀刻、雕刻、磨削、雕饰或抛光的工具或工具的部件。在一些情况下，工具或研磨材料包含金属粘结研磨工具，例如像金属粘结研磨轮或磨削轮。在一些情况下，工具或研磨材料包含钻孔工具。在一些情况下，工具或研磨材料包含钻头、插入件或模具。在一些情形中，工具或研磨材料包含用于井下工具的工具或部件。在一些情形中，工具或研磨材料包含蚀刻工具。在一些情形中，工具或研磨材料包含雕刻工具。在一些情形中，工具或研磨材料包含磨削工具。在一些情形中，工具或研磨材料包含雕饰工具。在一些情形中，工具或研磨材料包含抛光工具。
在一些实施方案中，工具或研磨材料的表面包含本文所述的复合材料。在一些情形中，工具或研磨材料的表面包含复合材料，其包含(a)第一式(W1-xMxXy)n，其中：X是B、Be和Si中的一种；M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼 (Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；x是 0.001至0.999；y是至少4.0；并且n是0.001至0.999；以及(b)第二式Tq；其中：T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、 9、10、11、12、13或14族元素的合金；并且q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。在一些情形中，工具或研磨材料的表面包含复合材料，其包含(a)第一式(W1-xMxB4)n，其中：M是钛(Ti)、钒 (V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇 (Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；x是0.001至 0.999；并且n是0.001至0.999；以及(b)第二式Tq；其中：T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或 14族元素的合金；并且q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。在一些情形中，工具或研磨材料的表面包含复合材料，其包含(a) 式(WB4)n的四硼化钨，其中n是0.001至0.999；以及(b)第二式Tq；其中：T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、9、 10、11、12、13或14族元素的合金；并且q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。在一些情形中，工具或研磨材料的表面包含复合材料，其包含(a)第一式(W1-xMxBey)n，其中：M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆 (Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；x是0.001至0.999；y 是至少4.0；并且n是0.001至0.999；以及(b)第二式Tq；其中：T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、9、10、11、12、 13或14族元素的合金；并且q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。在一些情形中，工具或研磨材料的表面包含复合材料，其包含(a)第一式(W1-xMxSiy)n，其中：M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰 (Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂 (Li)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；x是0.001至0.999；y是至少 4.0；并且n是0.001至0.999；以及(b)第二式Tq；其中：T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14 族元素的合金；并且q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。在一些情形中，工具或研磨材料包含用于切削、钻孔、蚀刻、雕刻、磨削、雕饰或抛光的工具或工具的部件。在一些情形中，复合材料抑制在工具或研磨材料上形成氧化。在其他情形中，复合材料相对于不含有复合材料的工具或研磨材料降低了在工具或研磨材料上形成的氧化速率。
在一些实施方案中，工具或研磨材料的表面用本文所述的复合材料改性。在一些情形中，工具或研磨材料的表面用复合材料改性，所述复合材料包含(a)第一式(W1-xMxXy)n，其中：X是B、Be和 Si中的一种；M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴 (Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；x是0.001至0.999；y是至少4.0；并且n是0.001至 0.999；以及(b)第二式Tq；其中：T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14族元素的合金；并且q 是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。在一些情形中，工具或研磨材料的表面用复合材料改性，所述复合材料包含(a)第一式 (W1-xMxB4)n，其中：M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌 (Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)和铝 (Al)中的至少一种；x是0.001至0.999；并且n是0.001至0.999；以及(b)第二式Tq；其中：T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、 6、7、8、9、10、11、12、13或14族元素的合金；并且q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。在一些情形中，工具或研磨材料的表面用复合材料改性，所述复合材料包含(a)式(WB4)n的四硼化钨，其中n是0.001至0.999；以及(b)第二式Tq；其中：T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14 族元素的合金；并且q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。在一些情形中，工具或研磨材料的表面用复合材料改性，所述复合材料包含(a)第一式(W1-xMxBey)n，其中：M是钛(Ti)、钒(V)、铬 (Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱 (Ir)、锂(Li)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；x是0.001至0.999；y是至少4.0；并且n是0.001至0.999；以及(b)第二式Tq；其中：T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13 或14族元素的合金；并且q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。在一些情形中，工具或研磨材料的表面用复合材料改性，所述复合材料包含(a)第一式(W1-xMxSiy)n，其中：M是钛(Ti)、钒(V)、铬 (Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；x是0.001至0.999；y是至少4.0；并且n是0.001至0.999；以及(b)第二式Tq；其中：T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13 或14族元素的合金；并且q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。在一些情形中，工具或研磨材料包含用于切削、钻孔、蚀刻、雕刻、磨削、雕饰或抛光的工具或工具的部件。在一些情形中，复合材料抑制在工具或研磨材料上形成氧化。在其他情形中，复合材料相对于不含有复合材料的工具或研磨材料降低了在工具或研磨材料上形成的氧化速率。
在一些实施方案中，工具或研磨材料的表面用本文所述的复合材料涂覆。在一些情形中，工具或研磨材料的表面用复合材料涂覆，所述复合材料包含(a)第一式(W1-xMxXy)n，其中：X是B、Be和 Si中的一种；M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴 (Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；x是0.001至0.999；y是至少4.0；并且n是0.001至 0.999；以及(b)第二式Tq；其中：T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14族元素的合金；并且q 是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。在一些情形中，工具或研磨材料的表面用复合材料涂覆，所述复合材料包含(a)第一式 (W1-xMxB4)n，其中：M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌 (Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)和铝 (Al)中的至少一种；x是0.001至0.999；并且n是0.001至0.999；以及(b)第二式Tq；其中：T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、 6、7、8、9、10、11、12、13或14族元素的合金；并且q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。在一些情形中，工具或研磨材料的表面用复合材料涂覆，所述复合材料包含(a)式(WB4)n的四硼化钨，其中n是0.001至0.999；以及(b)第二式Tq；其中：T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14 族元素的合金；并且q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。在一些情形中，工具或研磨材料的表面用复合材料涂覆，所述复合材料包含(a)第一式(W1-xMxBey)n，其中：M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱 (Ir)、锂(Li)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；x是0.001至0.999；y是至少4.0；并且n是0.001至0.999；以及(b)第二式Tq；其中：T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13 或14族元素的合金；并且q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。在一些情形中，工具或研磨材料的表面用复合材料涂覆，所述复合材料包含(a)第一式(W1-xMxSiy)n，其中：M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；x是0.001至0.999；y是至少4.0；并且n是0.001至0.999；以及(b)第二式Tq；其中：T是包含元素周期表中的至少一种第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13 或14族元素的合金；并且q是0.001至0.999；并且其中q和n的和是1。在一些情形中，工具或研磨材料包含用于切削、钻孔、蚀刻、雕刻、磨削、雕饰或抛光的工具或工具的部件。在一些情形中，复合材料抑制在工具或研磨材料上形成氧化。在其他情形中，复合材料相对于不含有复合材料的工具或研磨材料降低了在工具或研磨材料上形成的氧化速率。
某些术语
除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语均具有与所要求保护的主题所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。应了解详细描述仅仅是示例性和解释性的，并且不限制所要求保护的任何主题。在本申请中，除非另外明确陈述，否则使用单数包括复数。必须注意的是，除非上下文明确指明，否则如本说明书中所用的单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数指示物。在本申请中，除非另外陈述，否则使用“或”意指“和/或”。此外，使用术语“包括/包含(including)”以及其他形式，诸如“包括/包含(include)”、“包括/包含(includes)”和“包括/包含(included)”不具有限制性。
元素周期表的第4族金属(也可称为第IVB或4B族)包括钛(Ti)、锆(Zr)和铪(Hf)。
元素周期表的第5族金属(也可称为第VB或5B族)包括钒(V)、铌(Nb)和钽(Ta)。
元素周期表的第6族金属(也可称为第VIB或6B族)包括铬(Cr)、钼(Mo)和钨(W)。
元素周期表的第7族金属(也可称为第VIIB或7B族)包括锰(Mn) 和铼(Re)。
元素周期表的第8族金属(也可称为第VIII或8族)包括铁(Fe)、钌(Ru)和锇(Os)。
元素周期表的第9族金属(也可称为第VIII或8族)包括钴(Co)、铑(Rh)和铱(Ir)。
元素周期表的第10族金属(也可称为第VIII或8族)包括镍(Ni)、钯(Pd)和铂(Pt)。
元素周期表的第11族金属(也可称为第IB或1B族)包括铜(Cu)、银(Ag)和金(Au)。
元素周期表的第12族金属(也可称为第IIB或2B族)包括锌(Zn) 和镉(Cd)
元素周期表的第13族金属(也可称为第IIIA或3A族)包括铝 (Al)、镓(Ga)和铟(In)。
元素周期表的第14族金属(也可称为第IVA或4A族)包括硅 (Si)、锗(Sn)和锡(Sn)。
尽管可在单个实施方案的上下文中描述本发明的各种特征，但这些特征也可单独提供或以任何合适的组合提供。相反，尽管为了清楚起见，本文可在单独的实施方案的上下文中描述本发明，但本发明也可在单个实施方案中实施。
本说明书中对“一些实施方案”、“实施方案”、“一个实施方案”或“其他实施方案”的引用意味着结合实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在至少一些实施方案中，但不一定在本发明的所有实施方案中。
如本文所用，范围和数量可表示为“约”特定值或范围。约还包括精确量。因此，“约5GPa”意指“约5GPa”和“5GPa”。通常，术语“约”包括预期在实验误差内的量，例如，±5％、±10％或±15％。在一些情形中，“约”包括±5％。在其他情形中，“约”包括±10％。在另外的情况下，“约”包括±15％。
本文所用的章节标题仅出于组织目的，并且不应解释为限制所述主题。
实施例
这些实施例仅仅出于说明性目的提供，并且不限制本文提供的权利要求的范围。
实施例1.说明性复合材料的合成
表1说明性复合材料的组合物。
组合物A-C是WB4与单一金属(来自第4-14族)粘合剂。
组合物D是WB4与粘合剂合金，所述粘合剂合金含有大约50 重量％的Cu、15重量％的W、20重量％的Co、5重量％的Sn、10 重量％的Ni；粘合剂合金占样品的70重量％，剩余为WB4。
以下方案可应用于以上列出的每种复合材料。使用玛瑙研钵和研杵将基于钨的金属组合物W1-xMxXy和T混合，直至获得均匀的混合物。然后使粉末混合物经受高达32,000psi的压力以生成粒料。使粒料经受烧结步骤以生成复合材料。简言之，温度以约45℃/min的速率升高至2000℃并保持恒定约3分钟。然后，将温度在5分钟内降低至1000℃以下。
实施例2.硬质金属/粘合剂复合物的实例
所述复合材料包含约73重量％至约95重量％的WB4，和约5重量％至约27重量％的固溶体Co-Ni-Fe粘合剂，所述固溶体Co-Ni-Fe 粘合剂包含约40重量％至约90重量％的Co、约4重量％至约36重量％的Ni和约4重量％至约36重量％的Fe，并且其中Ni:Fe比率是约1.5:1至约1:1.5，并且其中粘合剂的固溶体基本上不表现出应力和应变诱导的相变。
将WB4研磨成细粉末(例如1-30μm)并且与固溶体Co-Ni-Fe粘合剂的细粉末充分混合，并且然后进行致密化以使其成为完全致密化复合材料。
实施例3.显微压痕
以下是来自复合样品的显微压痕数据。这些样品包含二元系统，使得其是WB4+一种第4-14族金属，或WB4+包含第4-14族金属的合金。使用的载荷以kgf千克力计，与Hv(即维氏硬度)相关。用于维氏硬度显微压痕的一个或多个标准载荷是1kgf或30kgf。当载荷为1kgf时，将其表示为Hv1，或在30kgf的情形中，将其表示为 Hv30。所列出的晶粒尺寸对应于WB4，并且是用于样品的中值粒度。粘合剂相等于或小于3微米。
表2复合样品的显微压痕数据。
组合物A-C是WB4与单一金属(来自第4-14族)粘合剂。
组合物D是WB4与粘合剂合金，所述粘合剂合金含有大约50 重量％的Cu、15重量％的W、20重量％的Co、5重量％的Sn、10 重量％的Ni；粘合剂合金占样品的70重量％，剩余为WB4。
在烧结之前，将系统的组分细分成粉末。在此实验中使用的 WB4包含约1μm至约750μm的尺寸范围。在烧结之前，使用的粘合剂包含325目(45μm)或更小的尺寸。硬质材料的粒度在烧结后没有变化，但粘合剂或粘合剂合金具有均匀致密的金属相。
尽管本文已示出和描述了本发明的优选实施方案，但对于本领域的技术人员来说将显而易见，所述实施方案仅作为实例提供。众多变化、改变和替代在不脱离本发明的情况下现将被本领域技术人员所想到。应理解，本文所述的本发明的实施方案的各种替代方案可用于实行本发明。意图在于，以下权利要求书定义本发明的范围并且因此可涵盖处于这些权利要求书范围内的方法和结构以及其等效物。
Claims (80)
1.一种复合材料，其包含两种组合物：
(a)包含第一式(W1-xMxXy)n的组合物，
其中：
W是钨(W)；
X是硼(B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钪(Sc)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少4.0；
n是0.001至0.999；以及
(b)包含第二式Tq的组合物，
其中：
T是包含元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14族过渡金属元素的至少一种元素；
T可任选地包含是元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14族过渡金属元素的组合的合金；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其中X是B或Si。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其中X是Be或Si。
4.根据权利要求1所述的复合材料，其中X是B。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其中X是Be。
6.根据权利要求1所述的复合材料，其中X是Si。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的复合材料，其中M包含Re、Ta、Mn、Cr、Hf、Ta、Zr和Y中的至少一种。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的复合材料，其中M包含Re、Ta、Mn和Cr中的至少一种。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的复合材料，其中M包含Ta、Mn和Cr中的至少一种。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的复合材料，其中M包含Hf、Zr和Y中的至少一种。
11.根据权利要求1-6中任一项所述的复合材料，其中M包含选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、Ta、Re、Os、Ir、Li、Sc、Y和Al的两种或更多种元素。
12.根据权利要求1-6中任一项所述的复合材料，其中M选自Re、Ta、Mn、Cr、Hf、Ta、Zr、Y、Ta和Mn，或Ta和Cr。
13.根据权利要求1-6中任一项所述的复合材料，其中M选自Re、Ta、Mn、Cr和Mn，或Ta和Cr。
14.根据权利要求1-6中任一项所述的复合材料，其中M包含Ta和选自Mn或Cr的元素。
15.根据权利要求1所述的复合材料，其中x是0.001至0.7。
16.根据权利要求1所述的复合材料，其中x是0.001至0.4。
17.根据权利要求1所述的复合材料，其中x是0.001至0.2。
18.根据权利要求1所述的复合材料，其中y是至少4。
19.根据权利要求1所述的复合材料，其中X是B，M是Re，并且x是至少0.001且小于0.6。
20.根据权利要求1所述的复合材料，其中X是B，M是Ta，并且x是至少0.001且小于0.6。
21.根据权利要求20所述的复合材料，其中x是约0.02。
22.根据权利要求1所述的复合材料，其中X是B，M是Mn，并且x是至少0.001且小于0.6。
23.根据权利要求22所述的复合材料，其中x是约0.04。
24.根据权利要求1所述的复合材料，其中X是B，M是Cr，并且x是至少0.001且小于0.6。
25.根据权利要求1所述的复合材料，其中X是B，M包含Ta和Mn，y是至少4，并且x是至少0.001且小于0.4。
26.根据权利要求25所述的复合材料，其中复合材料包含W0.94Ta0.02Mn0.04B4。
27.根据权利要求1所述的复合材料，其中X是B，M包含Ta和Cr，y是至少4，并且x是至少0.001且小于0.2。
28.根据权利要求27所述的复合材料，其中复合材料包含W0.94Ta0.02Cr0.05B4。
29.如权利要求1-28中任一项所述的复合材料，其中T是包含元素周期表中的至少一种第8、9、10、11、12、13或14族元素的合金。
30.如权利要求1-28中任一项所述的复合材料，其中T是包含元素周期表中的两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种或者六种或更多种第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14族元素的合金。
31.如权利要求1-28中任一项所述的复合材料，其中T是包含选自Cu、Ni、Co、Fe、Si、Al和Ti或其任何组合的至少一种元素的合金。
32.如权利要求1-28中任一项所述的复合材料，其中T是包含选自Co、Ni、Fe、Si、Ti、W、Sn、Ta或其任何组合的至少一种元素的合金。
33.如权利要求1-28中任一项所述的复合材料，其中T是包含Co的合金。
34.如权利要求1-28中任一项所述的复合材料，其中T是包含Fe的合金。
35.如权利要求1-28中任一项所述的复合材料，其中T是包含Ni的合金。
36.如权利要求1-28中任一项所述的复合材料，其中T是包含Sn的合金。
37.如权利要求1-36中任一项所述的复合材料，其中T是包含约40重量％至约60重量％的Cu、约10重量％至约20重量％的Co、0重量％至约7重量％的Sn、约5重量％至约15重量％的Ni以及约10重量％至约20重量％的W的合金。
38.如权利要求1-37中任一项所述的复合材料，其中T是包含约50重量％的Cu、约20重量％的Co、约5重量％的Sn、约10重量％的Ni以及约15重量％的W的合金。
39.如权利要求1-38中任一项所述的复合材料，其中q和n是重量百分比范围。
40.如权利要求1-39中任一项所述的复合材料，其中q是0.01至0.7。
41.如权利要求1-39中任一项所述的复合材料，其中q是0.1至0.3。
42.如权利要求1-39中任一项所述的复合材料，其中q是约0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45或0.5。
43.如权利要求1-39中任一项所述的复合材料，其中q是0.7至0.8。
44.如权利要求1-43中任一项所述的复合材料，其中n是0.01至0.5。
45.如权利要求1-44中任一项所述的复合材料，其中n是约0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45或0.5。
46.如权利要求1-44中任一项所述的复合材料，其中n是约0.25。
47.如权利要求1-46中任一项所述的复合材料，其中所述复合材料形成固溶体。
48.如权利要求1-47中任一项所述的复合材料，其中所述复合材料抗氧化。
49.如权利要求1-48中任一项所述的复合材料，其中所述复合材料是致密化复合材料。
50.一种制备根据权利要求1所述的复合材料的方法，前提条件是将第一组合物和第二组合物混合，并且在力下压制以产生生粒料，然后将所述生粒料在高温真空炉中烧结一段时间以产生具有粘合剂的完全致密化四硼化钨(WB4)复合材料。
51.一种制备根据权利要求1所述的复合材料的方法，前提条件是将第一组合物和第二组合物i)混合，并且装载到石墨模具中以经受液压压实，以及ii)然后装载到火花等离子体烧结炉(SPS)、高温高压炉(HTHP)或热等静压机(HIP)中以产生具有粘合剂的完全致密化四硼化钨(WB4)复合材料。
52.一种包括用于切削或研磨的表面或主体的工具，所述表面或主体至少是硬质材料的表面，其中所述硬质材料包含两种组合物，其中：
(a)第一式(W1-xMxXy)n的组合物，
其中：
W是钨(W)；
X是硼(B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钪(Sc)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少2.0；
n是0.001至0.999；以及
(b)第二式Tq的组合物，
其中：
T是包含元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14族过渡金属元素的至少一种元素；
T可任选地包含是元素周期表中第4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14族过渡金属元素的组合的合金；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1。
53.根据权利要求52所述的工具，其中X是B。
54.根据权利要求52所述的工具，其中M是Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn、或Ta和Cr中的一种。
55.根据权利要求52所述的工具，其中X是B并且M是Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn、或Ta和Cr中的一种。
56.根据权利要求52所述的工具，其中T包含至少一种包含铁(Fe)、钴(Co)或镍(Ni)的元素。
57.根据权利要求56所述的工具，其中T包含一种包含铁(Fe)、钴(Co)或镍(Ni)的元素。
58.根据权利要求52-57中任一项所述的工具，其中T是包含Co的合金。
59.根据权利要求52-57中任一项所述的工具，其中T是包含Fe的合金。
60.根据权利要求52-57中任一项所述的工具，其中T是包含Ni的合金。
61.根据权利要求52-57中任一项所述的工具，其中T是包含Sn的合金。
62.根据权利要求52-61中任一项所述的工具，其中T是包含约40重量％至约60重量％的Cu、约10重量％至约20重量％的Co、0重量％至约7重量％的Sn、约5重量％至约15重量％的Ni以及约10重量％至约20重量％的W的合金。
63.根据权利要求52-62中任一项所述的工具，其中T是包含约50重量％的Cu、约20重量％的Co、约5重量％的Sn、约10重量％的Ni以及约15重量％的W的合金。
64.根据权利要求52-63中任一项所述的工具，其中所述第二组合物的重量％范围是0.01至0.5。
65.根据权利要求52-64中任一项所述的工具，其中所述第二组合物的重量％范围是0.1至0.5。
66.根据权利要求52-65中任一项所述的工具，其中所述第二组合物是Co并且所述第二组合物的重量％范围是0.1至0.5。
67.一种制备根据权利要求52所述的硬质材料的方法，前提条件是将第一组合物和第二组合物混合，并且在力下压制以产生生粒料，然后将所述生粒料在高温真空炉中烧结一段时间以产生具有粘合剂的完全致密化四硼化钨(WB4)复合材料。
68.一种制备根据权利要求52所述的硬质材料的方法，前提条件是将第一组合物和第二组合物i)混合，并且装载到石墨模具中以经受液压压实，以及ii)然后装载到火花等离子体烧结炉(SPS)、高温高压炉(HTHP)或热等静压机(HIP)中以产生具有粘合剂的完全致密化四硼化钨(WB4)复合材料。
69.一种复合材料，其包含两种组合物：
(a)包含第一式(W1-xMxXy)n的组合物，
其中：
W是钨(W)；
X是硼(B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钪(Sc)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少2.0；
n是0.001至0.999；以及
(b)包含第二式(M’X’)q、(M’X’2)q、(M’X’4)q、(M’X’6)q或(M’X’12)q或其组合的组合物，
其中：
X’是B、Be和Si中的一种，
M’是Hf、Zr和Y中的至少一种；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1；并且
其中第二组合物(b)包围第一组合物的部分或全部边缘，用作保护性涂层。
70.根据权利要求69所述的复合材料，其中X是B。
71.根据权利要求69所述的复合材料，其中M是Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn、或Ta和Cr中的一种。
72.根据权利要求69所述的复合材料，其中X是B并且M是Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn、或Ta和Cr中的一种。
73.根据权利要求69所述的复合材料，其中X’是B。
74.根据权利要求69所述的复合材料，其中M’是Hf、Zr和Y中的一种。
75.一种包括用于切削或研磨的表面或主体的工具，所述表面或主体至少是硬质材料的表面，其中所述硬质材料包含两种组合物：
(a)包含第一式(W1-xMxXy)n的组合物，
其中：
W是钨(W)；
X是硼(B)、铍(Be)和硅(Si)中的一种；
M是钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铪(Hf)、钽(Ta)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、锂(Li)、钪(Sc)、钇(Y)和铝(Al)中的至少一种；
x是0.001至0.999；
y是至少2.0；
n是0.001至0.999；以及
(b)包含第二式(M’X’)q、(M’X’2)q、(M’X’4)q、(M’X’6)q或(M’X’12)q或其组合的组合物，
其中：
X’是B、Be和Si中的一种，
M’是Hf、Zr和Y中的至少一种；
q是0.001至0.999；并且
其中q和n的和是1；并且
其中第二组合物(b)包围第一组合物的部分或全部边缘，用作保护性涂层。
76.根据权利要求75所述的工具，其中X是B。
77.根据权利要求75所述的工具，其中M是Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn、或Ta和Cr中的一种。
78.根据权利要求75所述的工具，其中X是B并且M是Re、Ta、Mn、Cr、Ta和Mn、或Ta和Cr中的一种。
79.根据权利要求75所述的工具，其中X是B。
80.根据权利要求75所述的工具，其中M’是Hf、Zr和Y中的一种。
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