[发明专利]一种铼掺杂的四硼化钨材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种铼掺杂的四硼化钨材料的制备方法，包括：将钨粉、硼粉和铼粉在保护气氛下，进行高能球磨；将高能球磨后的粉末烧结，得到铼掺杂的四硼化钨材料。本发明首先采用机械化学法在室温下对按一定比例混合的粉末进行高能球磨，再对球磨后的粉末进行致密化烧结，获得具有一定硬度的铼掺杂四硼化钨块体材料。本发明提出制备方法制备得到的材料硬度和热稳定性好，同时采用的设备简单，可操作性强，成本低。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其是涉及一种铼掺杂的四硼化钨材料的制备方法。

背景技术

超硬材料因其具有高的硬度、良好的耐磨性、表面稳定性等优良特性，被广泛应用于切削刀具、耐磨涂层和研磨材料等，在工业生产和航空航天中发挥着不可替代的作用。过渡金属硼化物具有高熔点、高硬度和良好的化学稳定性，其中可能存在潜在的新型超硬材料。其中，WB₄、OsB₂和ReB₂都是很成功的例子，它们是未来在广泛的应用中替换昂贵的超硬材料(如金刚石、立方氮化硼等)的潜在候选者。

四硼化钨除了具有高硬度的优点外，还有优良的化学惰性、耐摩擦、耐磨损和良好的中子吸收效果等一系列优良性能，可以应用于刀具、切削工具和新型屏蔽材料，有很高的科研价值和良好的应用前景。但现有技术的超硬材料的硬度和热稳定性还不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种铼掺杂的四硼化钨材料的制备方法，通过该方法制备得到的铼掺杂的四硼化钨材料的硬度和热稳定性高。

本发明提供了一种铼掺杂的四硼化钨材料的制备方法，包括：

将钨粉、硼粉和铼粉在保护气氛下，进行高能球磨；

将高能球磨后的粉末烧结，得到铼掺杂的四硼化钨材料。

优选的，所述钨粉、硼粉和铼粉的摩尔比为1：x：5，其中0<x≤0.5。

优选的，所述钨粉、硼粉和铼粉的摩尔比为0.9：0.1：5。

优选的，所述保护气氛为氩气。

优选的，所述高能球磨的仪器选自高能球磨机、振动球磨机、行星式球磨机、场辅助球磨机或离子体辅助高能球磨机；所述球磨的时间为1～40h。

优选的，所述高能球磨的球料比为3:1～6:1。

优选的，所述高能球磨的球料比为4:1～5:1。

优选的，所述高能球磨使用的磨球的直径为11～12mm。

优选的，所述烧结方法包括热压烧结、无压烧结，放电等离子烧结、微波烧结或场辅助烧结。

优选的，所述烧结温度为1200℃～1600℃，保温时间为1h～2h。

与现有技术相比，本发明提供了一种铼掺杂的四硼化钨材料的制备方法，包括：将钨粉、硼粉和铼粉在保护气氛下，进行高能球磨；将高能球磨后的粉末烧结，得到铼掺杂的四硼化钨材料。本发明首先采用机械化学法在室温下对按一定比例混合的粉末进行高能球磨，再对球磨后的粉末进行致密化烧结，获得具有一定硬度的铼掺杂四硼化钨块体材料。本发明提出制备方法制备得到的材料硬度和热稳定性好，同时采用的设备简单，可操作性强，成本低。

附图说明

图1为本发明实施例1～3制得的粉末的XRD图；

图2为本发明实施例4～6制备得到的样品的XRD图；

图3本发明实施例7～9制备得到的样品的XRD图；

图4为本发明实施例7～9制备得到的样品的SEM照片；