[发明专利]一种硼化钨的制备方法及应用

说明书

【技术领域】

本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种硼化钨的制备方法及应用。

【背景技术】

已知的，B-W系化合物在现代工业中有着极为重要的地位，它具有高 熔点、高硬度、耐磨损、耐高温、耐腐烛以及优良的导电性等性能，被广 泛应用于高温结构材料、耐火材料、电极材料、结构材料、耐磨材料等领 域，并且随着科学技术的进步，B-W系化合物的应用领域还将进一步被拓 展，展现出更多的用途。

目前，国内外关于B-W系化合物的研究报道较少，东北大学的曹晓舟、 王超等人在《无机材料学报》第29卷第5期发表了一篇题为“无压烧结制 备硼化钨陶瓷”的学术论文，文中作者采用常规固相合成的方法在1400℃ 温度下合成了硼化钨粉体，由于B/W摩尔比为2.5和4.0时才可以得到主 要物相为WB₂、WB₄的硼化钨粉体，且这种粉末中还含有其他杂相。由于 B元素在工业应用中具有与稀土元素等同的地位，价格昂贵，因此这种方 法合成的硼化钨成本很高，并由于这种方法得不到单一物相，也限制了这 种材料在生产技术中的应用。

【发明内容】

为了克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种硼化钨的制备方 法及应用，本发明通过高温高压的合成方式，实现了目标材料物相组成的 合成可控，大大缩短了合成工艺路线，实现了高效节能的目标，合成的硼 化钨粉末粒度均匀，晶粒结晶完整，与常规方法合成的硼化钨材料相比性 能有了明显提升，使生产出的硼化钨材料具有更广泛的用途和更强的市场 竞争力。

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

一种硼化钨的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：

第一步：首先将B/W摩尔比为n的硼粉和钨粉置于混料罐中，充分混 合2～24h后取出；

第二步：接上步，将混合均匀的硼粉和钨粉放置于内壁涂有BN粉末 的石墨坩埚内，然后将坩埚和粉末一起放入高温高压容器中，压力设置为 0.5～20GPa，然后以0.5～30℃/min的升温速度升至800～2000℃，保温 0.5～8h后取出；

第三步：接上步，将合成的粉末破碎后进行筛分，得到B/W摩尔比为 n的硼化钨粉末。

所述的硼化钨的制备方法，所述第一步中硼粉的摩尔比为0.5≤n≤4。

所述的硼化钨的制备方法，所述第一步中钨粉的摩尔比为0.5≤n≤4。

所述的硼化钨的制备方法，所述第一步中硼粉的纯度为≥99.5％。

所述的硼化钨的制备方法，所述第一步中钨粉的纯度为≥99.5％。

一种硼化钨的应用，硼化钨应用于耐磨钢、涂层材料、硬质合金、靶 材、坩埚及功能材料领域。

采用如上所述的技术方案，具有如下有益效果：

本发明所述的一种硼化钨的制备方法及应用，本发明通过高温高压的 合成方式，实现了目标材料物相组成的合成可控，大大缩短了合成工艺路 线，实现了高效节能的目标，合成的硼化钨粉末粒度均匀，晶粒结晶完整， 与常规方法合成的硼化钨材料相比性能有了明显提升，使生产出的硼化钨 材料具有更广泛的用途和更强的市场竞争力，本发明合成的硼化钨粉末具 有纯度高、成本低、粒度均匀等优点，因此，采用本发明合成的粉末可用 于耐磨钢、涂层材料、硬质合金、靶材、坩埚及功能材料等领域。

【附图说明】

图1为本发明合成的WB粉末的X射线衍射图谱；

图2为本发明合成的WB粉末的SEM形貌×500；

图3为本发明合成的WB粉末的SEM形貌×1500；

图4为本发明合成的WB粉末的SEM形貌×3000；

【具体实施方式】

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面 的实施例；

结合附图1～4，本发明所述的一种硼化钨的制备方法，所述制备方法 具体包括如下步骤：

第一步：首先将B/W摩尔比为n的硼粉和钨粉置于混料罐中，充分混 合2～24h后取出；所述硼粉的摩尔比为0.5≤n≤4，所述钨粉的摩尔比为 0.5≤n≤4；所述硼粉的纯度为≥99.5％，所述钨粉的纯度为≥99.5％；