导　　师： 林华泰（Hua-Tay Lin）; 邓加喜

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： 过渡金属硼化物具有高硬度、高刚度、良好的耐磨性而备受关注,可被广泛应用于切削加工、矿物开采、耐磨涂层和航天材料等领域。研究者认为,具有高体积模量的过渡金属与轻元素可形成超硬超不可压缩材料,是超硬材料研究领域的一大热点。过渡金属元素当中,锇（Os）具有最高的体积模量且能与硼（B）形成Os-B共价键,理论预测ReB2型六方结构OsB2具有超硬特性,但其在高温下发生六方结构向正交结构的相变,因正交结构的硬度低于六方结构,导致其硬度降低。因此,提高亚稳相六方结构OsB2在烧结温度（1500℃以上）的热稳定性,是制备OsB2超硬材料的关键。本论文采用机械化学法,利用高能球磨机合成ReB2型六方结构OsB2粉末,研究其成分、相结构和热稳定性能。并通过掺杂Re或W元素,提高六方结构OsB2热稳定性和硬度。研究原料粉末中B粉含量对Re或W掺杂OsB2成分、微观结构、致密度和硬度的影响。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和热重分析仪（TGA）研究合成粉末的成分、晶体结构、形貌和热稳定性。通过阿基米德排水法、显微硬度仪和纳米硬度仪研究块体材料的致密度、显微硬度、纳米硬度和杨氏模量。相关结论如下:（1）Re掺杂抑制了ReB2型六方结构OsB2在高温烧结过程中向正交结构的相变,提高了其热稳定性能（1700℃）、显微硬度、纳米硬度和杨氏模量,且Os0.9Re0.1B2（Re含量为10%）的力学性能优于Os0.95Re0.05B2（Re含量为5%）。（2）W元素掺杂能够抑制ReB2型六方结构OsB2在高温下（1700℃）向正交结构的相变,提高ReB2型六方结构OsB2的热稳定性能,且烧结后的样品中未检测到低硼化物(Os1-x-x Wx)2B3（x=0.1、0.2和0.3）。在10%、20%、30%的钨添加量中,Os0.8W0.2B2（钨含量为20%）的硬度值最高33.8±2.3GPa（0.49N）。（3）原料粉末中摩

关 键 词： 过渡金属硼化物 掺杂稳定 硬度 微观结构 机械化学法

领　　域： []