硼化物

摘要： 锂硫电池因其高能量密度和低成本等优势成为新一代电化学储能技术的重要发展方向。然而,其较低的转换反应动力学和可逆性导致电池的实际容量、库仑效率和循环稳定性等仍难以满足实用化发展需求。对此,合理设计和开发具有导电、吸附、催化特性的功能材料是稳定和促进硫电化学反应的关键途径。得益于硼独特的原子和电子结构,硼基材料具有丰富且可调的物理、化学和电化学性质,近年来在锂硫电池的研究中受到了广泛关注。本文综述了近期硼基材料,包括硼烯、硼原子掺杂碳、金属硼化物和非金属硼化物在锂硫电池中的研究进展,总结了存在的问题并展望了未来的发展方向。

摘要： 高硼铁基合金是一种原位生成硼化物硬质相的铁基耐磨材料,具有高硬度、良好的高温稳定性以及低成本的优势,近年来受到了广泛的研究,国内外大量研究通过对硼化物形态进行调控,以达到抑制裂纹以及提高耐磨性能的目的。从材料体系和熔覆层制备技术2大方面系统地综述了高硼铁基耐磨熔覆层近年来的研究进展。首先重点介绍了Fe–B–C、Fe–B–Cr–C、Fe–B–Cr–Mo–C等3种常见的高硼铁基材料体系,详细阐述了各体系合金成分与原位生成硼化物硬质相类型、形态、分布间的相互作用规律,并给出各体系硼化物随成分含量变化的显微形貌图。归纳总结了成分设计及热处理工艺对合金组织演变及耐磨性能的影响,并分析了其他元素对高硼铁基合金组织性能的影响。其次,介绍了高硼铁基耐磨熔覆层制备技术,包括等离子熔覆、激光熔覆、电子束熔覆与氩弧熔覆,分析了如复合热源和外加磁场等可行的熔覆技术改进方法,并讨论了制备工艺对熔覆层的影响。最后对高硼铁基材料未来的研究及应用方向进行了展望。

摘要： 采用机械合金化(MA)和放电等离子烧结(SPS)相结合的方法制备FeCoCrAlNiB高熵合金。研究球磨时间(1、5、10、20、30和40 h)对合金相成分、微观结构、硬度和断裂韧性的影响。结果表明:高能球磨过程中各金属元素的合金化顺序为Al→Co→Ni→Fe→Cr;混合粉末球磨20 h后基本形成了单一的BCC固溶体相,其颗粒尺寸约为20μm。对不同球磨时间的混合粉末进行SPS烧结,获得的FeCoCrAlNiB高熵合金主要由无序BCC+B2(Al-Ni)固溶体相和硼化物相(Fe_(2)B等)组成。随着球磨时间的延长,合金中硼化物相含量先减少后增加并主要以网状形式分布,BCC相含量则与之相反;合金硬度随球磨时间的延长逐渐提高,主要是因为合金元素间固溶程度越来越高,硼化物相逐渐增多;但硼化物形成的网状结构会破坏基体的连续性,导致合金断裂韧性逐渐降低。当球磨时间为20 h时,获得的FeCoCrAlNiB高熵合金的维氏硬度(HV)为(10.9±0.2)GPa,断裂韧性(K_(IC))为(4.4±0.2)MPa·m^(1/2),表现出最优的综合性能。

摘要： 目的研究微量B元素对铸造Ti_(2)AlNb合金组织和力学性能的影响,优选出适合铸造工艺的Ti_(2)AlNb合金成分,为推进铸造Ti_(2)AlNb合金的应用提供理论和数据支撑。方法以Ti-22Al-25Nb(原子数分数,下同)、Ti-22Al-24Nb-0.1B、Ti-22Al-24Nb-0.2B合金为研究对象,采用光学显微镜、扫描电镜研究不同B含量合金铸态、热等静压态的宏、微观组织及析出相形态。采用XRD分析合金的物相组成,室温拉伸性能测试评价力学性能,通过扫描电镜观察拉伸断口,分析微量B元素对力学性能产生影响的原因。结果添加微量B元素可以明显细化Ti-22Al-25Nb合金的晶粒尺寸,随着B元素原子数分数增加至0.2%,晶粒尺寸由958μm减小至548μm。B元素在合金中主要以固溶态、TiB和TiB2针片状析出相形式存在,随着B含量的增加,硼化物长度和厚度尺寸略微增加、体积分数由0.3%增加至0.8%。0.1B合金的室温屈服强度、抗拉强度和伸长率与原合金水平相当,0.2B合金的屈服强度提升,但其抗拉强度和伸长率均降低。断口分析显示,0.2B合金塑性降低是硼化物增多、集中分布引起脆性断裂所致。结论综合B元素对流动性的改善效果,优选出适合铸造工艺的合金成分为Ti-22Al-24Nb-0.1B。

摘要： 目的为了揭示超声辅助熔铸下硼(B)和超声波的耦合细化机制及其强化机制,研究Ti42Al6Nb2.6C0.8Ta‒xB合金的相组成、片层团尺寸、元素分布、析出相的种类和形貌、压缩性能及相应机制。方法在氩气气氛保护下用真空非自耗电弧对合金进行熔炼,然后通过超声设备重熔引入超声波,超声电流恒定,超声作用时间为100 s。随后对合金组织进行扫描电镜观察和相组成分析,并测试其室温压缩性能。结果TiAl合金中硼化物的种类和含量得到了调控,片层团尺寸从30.3μm降低到16.6μm,β稳定元素的偏析减少,B2相含量降低。合金压缩性能大幅度提高,压缩强度从1701 MPa增加到2176 MPa,压缩率从25.5%增加到32.6%。结论B元素引起的成分过冷、异质形核质点的增加和超声波对初生相的破碎三者共同作用,细化了合金的组织。显微组织细化、Nb和Ta的固溶、棒状硼化物含量的增加和B2相含量的降低是压缩性能提高的主要原因。

摘要： 以自制Mo-Fe-B-Cr药芯焊丝为原料,采用等离子熔敷技术在316不锈钢基体表面制备硼化物覆层,研究了覆层的显微组织、硬度、耐磨和耐腐蚀性能.结果表明:硼化物覆层与基体间形成良好的冶金结合,覆层中存在厚度约100μm的渐变层,渐变层中发生了元素的相互扩散;覆层组织中γ-Fe黏结相包裹着块状硬质相Mo2 FeB2和(Mo,Fe,Cr)3 B2,同时枝晶状分布的黏结相间存在大量网状共晶组织(Fe,Cr)2 B、(Fe,Cr)23(C,B)6;覆层的最大显微硬度达757 HV,约为基体硬度的3.4倍;覆层的磨损质量损失小于基体的,覆层具有优异的耐磨性能,磨损机理为黏结相的微切削导致硬质相颗粒的脆性剥落,从而形成磨粒磨损;覆层在质量分数5％NaCl溶液中的自腐蚀电位略高于基体的,自腐蚀电流密度小于基体的,覆层具有良好的耐腐蚀性能.

摘要： 为改善2％硼304B7不锈钢的力学性能,研究分析了含硼304B7不锈钢经不同热处理工艺固溶处理后硼化物的组成、形态、分布及304B7不锈钢力学性能的变化规律.试验结果表明:硼化物由Cr2B和(FeCr)2B两相组成;铸态时硼化物呈网状分布,轧态时硼化物呈块状沿轧制方向带状分布;硼化物的热稳定性较好,经高温固溶处理后硼化物的量变化不大,其中1 150°C保温1 h水冷为304B7不锈钢较合适的热处理制度,处理后析出的硼化物尺寸较小,分布弥散,其整体力学性能相对较好,冲击功达到了 10.4 J,屈服强度达到348 MPa,抗拉强度到达659 MPa.

摘要： 以硼粉和纳米铝粉为原料,烧结制备了主要由铝和AlB2两相构成的硼铝合金粉.利用扫描电镜、X射线衍射仪、氧弹量热仪和同步热分析仪,观察了粉体形貌,分析了粉体相组成及其对燃烧热值和热氧化特性的影响.结果表明:硼铝合金粉中的AlB2含量随烧结温度的升高而增大,硼铝合金粉的实测燃烧热值和燃烧效率均高于无定形硼粉.当硼粉、铝粉混合摩尔比为2:1,800°C保温烧结2 h时,制得的硼铝合金粉的实测燃烧热值为33.3 MJ/kg,对应的燃烧效率为77.0％.相较于无定形硼粉,其燃烧热值提高了139.6％,燃烧效率提高了53.4％.其机理在于硼铝合金粉燃烧过程中形成了高熔点硼铝复合氧化物,有效减少了低熔点液态B2O3层的产生,从而促进了硼铝合金粉的氧化放热.热氧化特性测试表明硼铝合金粉的氧化起始温度、氧化峰值温度和氧化终止温度均明显高于无定形硼粉,且随着AlB2含量的增大而升高.

摘要： Fe-Cr-B合金具有优异的耐铝液腐蚀性能,但韧性较差.为了改善Fe-Cr-B合金的韧性,文中研究了添加Ce(质量分数为0～0.92％)对Fe-Cr-B合金微观结构、力学性能及耐750°C熔融铝液腐蚀性能的影响.结果表明:Ce的添加使Fe-Cr-B合金中的硼化物组织由连续的网状、树枝状、长条状结构转变为互连较少的短棒状、块状结构;随着Ce含量的增加,合金的冲击韧性逐渐提高,耐铝液腐蚀性能先提高后下降;分布均匀的短棒状硼化物组织可使Fe-Cr-B合金在提高冲击韧性的同时保持优异的耐铝液腐蚀性能;添加0.59％Ce的Fe-Cr-B合金可获得最佳的综合性能,其冲击韧性比不含Ce的合金提高了187.97％,耐铝液腐蚀性能达到典型模具材料H13钢的5.9倍.

摘要： 目的在TC4钛合金表面制备扩散渗层以提高其耐磨性能。方法采用包埋渗的方法,首先对TC4合金样品进行950~1100°C下4~8 h渗B,然后再进行950~1100°C下4 h渗Al制备TiB_(2)强化TiAl_3复合渗层。通过分析复合渗层的组织结构、表面粗糙度、硬度和磨损率等,结合对包埋渗B和Al过程的热力学分析,阐明TiB_(2)强化TiAl_3复合渗层的组织形成机理和耐磨性能。结果采用包埋渗的方法,可在TC4钛合金表面制备厚度约37~108μm的TiB_(2)强化TiAl_3复合渗层,其表面粗糙度约为5.485~9.320μm。复合渗层由硼化物相和Ti-Al金属间化合物相组成,TiAl_3层为复合渗层的主体,硼化物主要分布在复合渗层的表层区域,形成TiB_(2)连续层或弥散分布于TiAl_3层最外部。通过调整渗Al的温度和时间可调控复合渗层中硼化物的形态和分布。室温干摩擦条件下,TiB_(2)强化TiAl_3复合渗层与GCr15对磨时磨损率最低为2.65×10^(–5) g/(N·m),较相应渗B层可最多降低约75.0%。结论可采用扩散渗的方法,在TC4钛合金表面实现TiB_(2)强化TiAl_3复合渗层的可控制备,复合渗层表现出了比渗B层更优异的耐磨性能。

摘要： 利用液相浸渍法将含B化合物引入碳/碳复合材料中,利用扫描电镜、透射电镜、XRD分析了含B化合物在工艺过程中与碳纤维的相互作用.结果表明:难熔金属硼化物与纤维的反应行为几乎相同.在1500°C时,几乎都不与纤维发生反应.在1850°C时,开始发生扩散反应,并且对纤维造成一定的损伤.当温度为2200°C时,硼化物中的B会扩散进入纤维,并且起到明显的催化石墨化作用,纤维失去原来的形貌,表面呈平面状.当温度为2550°C时,所有的硼化物会与炭纤维形成共熔体.

摘要： Fe-B-C耐磨合金以硼化物作为硬质相,不仅硬度高,且热稳定性好.然而共晶硼化物粗大且呈网状分布,会使材料强韧性降低.本文通过熔炼过程中添加4种不同方案的稀土变质剂及1050°C淬火等手段,使网状硼化物断网和孤立分布,借助SEM和洛氏、维氏硬度计,对含硼量为1.5％的Fe-B-C耐磨合金进行了组织、宏观硬度和微观硬度的测试和分析.结果表明:向Fe-B-C耐磨合金中添加稀土变质剂能有效改善硼化物的网状结构,使其无序并出现颈缩和断网,且复合变质效果明显;高温热处理可以进一步促使硼化物重溶,使硼化物断网,并且出现团球化趋势,且热处理后材料硬度有明显提高.

摘要： 本文研究了KBF4和KBF4、Mn对再生Al-Si合金中的富铁相变质行为的影响以及采用沉降法进行除铁探索.应用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)对试样组织进行形貌观察,采用X射线衍射仪分析仪(XRD)、X射线荧光光谱分析仪(XRF)对试样进行相分析和成分分析,利用差分扫描量热仪(DSC)研究相转变温度.研究表明硼化物(KBF4)能促使再生Al-Si合金析出初生α-Fe相;Mn元素能促使初生α-Fe相长大,初生α-Fe相会沉淀到炉底.加硼化物(KBF4)、Mn的再生Al-Si熔体随炉冷却形成的铝锭,铁含量随着离铝锭顶端的距离增加而增加,铝锭中上部铁含量低于原始量.

摘要： 硼化物超高温陶瓷复合材料具有高熔点、高热导率及良好的抗氧化能力等特性，是极端环境下使用的新型耐高温结构材料。本文详细总结了在硼化物复合材料中引入SiC的相关研究成果,可以看出SiC的引入不仅能够显著改善硼化物材料的烧结性能，同时对材料的力学性能、抗氧化、抗烧蚀、抗热冲击等性能均有着不同程度的改善作用。

摘要： 实验得到了一种在抗氧化性能较好的高硼双相耐热钢材,并研究了其氧化层结构与氧化动力学.结果表明,实验所得钢材在750°C下的抗氧化性能达到GB/T13303-1991《钢的抗氧化性能测试方法》中的1级"完全抗氧化性"标准,其基体为铁素体/奥氏体双相,增强相为硼化物.其氧化动力学曲线在实验前10小时遵循直线规律,10小时后遵循对数规律.

摘要： 铸造高硼白口铸铁中的硼化物呈网状分布在晶界上,降低了该种材料的冲击韧性.研究了采用热处理、变质处理等方法对硼化物形态的影响,结果表明添加钛变质结合高温热处理的方法可以改善硼化物形态,使网状结构断开,有利于提高材料的冲击性能.

摘要： 采用热力学模拟实验机研究了高硼奥氏体钢在850°C下的高温力学性能,采用光学体视显微镜和SEM研究了材料的组织状态.分析了B和C含量变化对材料室温及高温力学性能的影响.结果表明,添加B后,B在实验钢基体内以M2B(M为Fe,Cr或Mn)型硼化物的形式分布在奥氏体基体上,有效提高了材料的高温力学性能,材料硬度HV由200提高到302,850°C拉伸屈服强度由144MPa提高到190MPa,压缩屈服强度由140MPa提高到168MPa;而C含量提高时,高硼奥氏体钢基体内硼化物形态得到了圆整化、分布趋于粒状离散化,材料硬度HV由239提高至312,850°C拉伸屈服强度由165MPa提高到197MPa,压缩屈服强度由166MPa提高到184MPa.高硼奥氏体钢的高温力学性能优于用于对比的经电渣重熔的ESR-H13钢.

摘要： 在高硼铁基耐磨合金成分优化的基础上，探讨了稀土变质元素及其加入量和加入方法对高硼铁基耐磨合金组织和性能的影响。研究结果表明，稀土对高硼铁基耐磨合金有良好的变质作用，处理工艺以包底冲入法较好。经稀土变质处理后，高硼铁基耐磨合金组织明显细化，硼化物由连续的网状变成断网状，孤立状，并且分布均匀。稀土的加入量越大，变质效果越明显，但过多反而使高硼铁基耐磨合金的力学性能恶化。

摘要： 开发一种新型Fe-C-Si-B合金。研究了不同等温温度下Fe-C-Si-B合金的显微组织和力学性能。结果表明，Fe-C-Si-B合金铸态组织由铁素体、珠光体和晶间硼化物组成。硼化物是M2B型化合物，其具有较高的显微硬度，且形态与高铬白口铸铁中的碳化物类似。经等温淬火热处理后，可以得到单一的由贝氏体铁素体和富碳的残余奥氏体交替排列的奥-贝双相组织（Ausferrite）基体，基体组织中没有碳化物析出，而硼化物的形态没有改变。Fe-C-Si-B合金的硬度随等温淬火温度的提高而逐渐下降，Fe-C-Si-B合金的硬度在等温5~10min时随着等温时间的增加而降低，增加等温时间，硬度不再变化，表明等温5~10min后奥氏体等温转变已经基本完成。Fe-C-Si-B合金是一种很有前途的耐磨材料。

摘要： 为了探讨合金元素B、C对高硼铁基堆焊合金组织结构、裂纹敏感性的影响,采用粉/丝复合堆焊技术配合不同B4C含量合金粉体制备高硼铁基堆焊合金,通过显微组织结构、微区成分、显微硬度及宏观硬度试验检测,分析不同B、C含量及配比的堆焊合金的组织与性能.结果表明,高硼铁基堆焊合金由α-Fe、Fe2B、Fe3(C,B)相组成,随着B4C的添加,初晶岛状α-Fe消失,菱形初晶Fe2B、粒状Fe3(C,B)析出,鱼骨状、条状共晶状组织α-Fe+Fe2B体积分数趋于减小并消失,菊花状α-Fe+Fe2B+Fe3(C,B)包晶组织成为堆焊合金的主体.高硼铁基合金中B、C的含量及配比是影响堆焊合金组织结构、裂纹敏感性的原因之一,35％硼铁粉+5％B4C合金粉体配比,可有效抑制堆焊裂纹的出现,并可获得稳定的高硬度值66HRC.

摘要： 本发明涉及在制造形成有二氧化硅覆盖层的表面覆盖六硼化物粒子时使用的表面覆盖六硼化物粒子前躯体及其制造方法，该制造方法的特征在于，包括：向六硼化物粒子分散于有机溶剂中而成的分散液中，添加具有六硼化物粒子的分散功能和水解性硅烷化合物的聚合促进功能的有机金属化合物，从而使有机金属化合物吸附于六硼化物粒子表面的第一工序；在上述分散液中，添加作为表面处理剂的水解性硅烷化合物和水，从而用硅烷化合物的分解缩合物覆盖六硼化物粒子的表面的第二工序；以及，在低于有机金属化合物的热分解温度的条件下，使上述分散液加热熟化并去除溶剂，从而形成含有有机金属化合物中的金属元素和硅的表面处理剂被膜的第三工序。

摘要： 一种非化学计量比硼化钛及利用该非化学计量比硼化钛制备的高熵硼化物陶瓷，属于特种化合物制备技术领域。本发明一方面提供了一种非化学计量比硼化钛，硼化钛的化学式为TiB

摘要： 本发明涉及一种利用废弃硼化物陶瓷制备硼化物粉体的方法，包括：（1）将废弃硼化物陶瓷经破碎，得到一次粉料；（2）将所得一次粉料经二次粉碎得到二次粉料，控制所述二次粉料中硼化物的颗粒尺寸在100目以上的含量占20wt%～90wt%；（3）将所得二次粉料置于盐酸溶液或硝酸溶液进行酸洗处理后，再进行多次筛分，得到颗粒尺寸为2mm以上的第一硼化物陶瓷颗粒、颗粒尺寸为2mm～100目的第二硼化物陶瓷颗粒和颗粒尺寸为100目以下的第三硼化物陶瓷颗粒；（4）将所得第二硼化物陶瓷颗粒装入搅拌磨中作为研磨介质，将第三硼化物陶瓷颗粒配成浆料注入搅拌磨进料，经过球磨混合后，得到D50为0.5～5μm的硼化物粉体。

摘要： 本发明提供一种具有宽幅的近红外吸收的透明的新型近红外吸收微粒。提供一种六硼化物的微粒的集合体，在集合体所含的微粒的个数中，将粒子形状近似地看作旋转椭圆体时的长宽比[长轴长度]/[短轴长度]为1.5以上且低于5.0的微粒为20％以上且低于80％，上述长宽比为5.0以上且低于20.0的微粒存在20％以上且低于80％的六硼化物微粒集合体。

摘要： 本发明涉及在制造形成有二氧化硅覆盖层的表面覆盖六硼化物粒子时使用的表面覆盖六硼化物粒子前躯体及其制造方法，该制造方法的特征在于，包括：向六硼化物粒子分散于有机溶剂中而成的分散液中，添加具有六硼化物粒子的分散功能和水解性硅烷化合物的聚合促进功能的有机金属化合物，从而使有机金属化合物吸附于六硼化物粒子表面的第一工序；在上述分散液中，添加作为表面处理剂的水解性硅烷化合物和水，从而用硅烷化合物的分解缩合物覆盖六硼化物粒子的表面的第二工序；以及，在低于有机金属化合物的热分解温度的条件下，使上述分散液加热熟化并去除溶剂，从而形成含有有机金属化合物中的金属元素和硅的表面处理剂被膜的第三工序。

摘要： 一种非化学计量比硼化钛及利用该非化学计量比硼化钛制备的高熵硼化物陶瓷，属于特种化合物制备技术领域。本发明一方面提供了一种非化学计量比硼化钛，硼化钛的化学式为TiBX，其中1≤X≤1.8，及其制备方法。另一方面提供了一种高熵硼化物陶瓷，含有TiBX，还包含与TiBX等摩尔质量的二硼化物中两种或两种以上组合，通过机械合金化和烧结过程制备得到，烧结温度为1500～1900°C，及其制备方法。本发明工艺简单，对设备要求低，能耗小，成本低。制备的TiBX在1500～1800°C烧结后，获得的硬度可达到26.5GPa，韧性6.4MPa·m1/2。制备的高熵硼化物陶瓷具有高韧性，对烧结温度要求低。

摘要： 本发明涉及一种低温熔融反应制备硼化物的方法及制得的硼化物和应用，该方法以熔融碱金属氯化物为反应介质，以过渡金属氯化物和氯化铝为金属源，以硼氢化钠为硼源，通过在熔融碱金属氯化物中发生反应，得到具有不同金属组分的硼化物；该低温熔融反应法克服了直接用过渡金属粉末、单质铝粉末和单质硼粉末高温固相反应合成相应的硼化物时存在的非常严重的挥发损失问题，进而能得到预期摩尔比的硼化物，制备的硼化物用作锌离子电池正极材料时，比容量高于260 mAh/g，电压平台高，且具有良好的循环性能。该法可从易得到的金属氯化物和硼氢化钠出发，通过重复性高、过程简单、耗时少的工艺制备获得，适于工业化生产。

摘要： 本发明涉及一种利用废弃硼化物陶瓷制备硼化物粉体的方法，包括：（1）将废弃硼化物陶瓷经破碎，得到一次粉料；（2）将所得一次粉料经二次粉碎得到二次粉料，控制所述二次粉料中硼化物的颗粒尺寸在100目以上的含量占20wt%～90wt%；（3）将所得二次粉料置于盐酸溶液或硝酸溶液进行酸洗处理后，再进行多次筛分，得到颗粒尺寸为2mm以上的第一硼化物陶瓷颗粒、颗粒尺寸为2mm～100目的第二硼化物陶瓷颗粒和颗粒尺寸为100目以下的第三硼化物陶瓷颗粒；（4）将所得第二硼化物陶瓷颗粒装入搅拌磨中作为研磨介质，将第三硼化物陶瓷颗粒配成浆料注入搅拌磨进料，经过球磨混合后，得到D50为0.5～5μm的硼化物粉体。

摘要： 本发明公开了一种碳掺杂的过渡金属硼化物涂层、碳‑过渡金属硼化物复合涂层、制备方法及应用和切削工具，涉及陶瓷涂层技术领域。该C掺杂的过渡金属硼化物涂层中碳含量沿涂层厚度梯度递增；碳‑过渡金属硼化物复合涂层包括上述碳掺杂的过渡金属硼化物涂层；涂层采用磁控溅射方法制备。本发明缓解了现有过渡金属硼化物涂层或掺杂的过渡金属硼化物涂层耐磨性差、硬度需进一步提升以及与基体结合力差的问题，本发明通过采用涂层中碳含量沿涂层厚度梯度递增的方式不仅能够提高涂层与基体的结合力，而且涂层接触面摩擦系数低，整个涂层硬度高，不易脱落。

摘要： 本发明提供一种硼化物粒子，由通式XB