二硼化钨陶瓷的生产

作为一种典型的过渡金属硼化物，二硼化钨（WB2）是一种新型的超硬材料，具有高熔点、高硬度（硬度大于或等于40GPa）、高电导率和优良的耐磨性等特点，因而广泛应用于高温结构材料、耐火材料、电极材料等领域。

从生产工艺上来看，WB2粉末的生产方法有化学气相沉积法、元素合成法、浮区熔炼法、熔盐电解法和自蔓延燃烧合成法。而WB2粉末经过无压烧结法，即可制得硼化钨陶瓷。WB2陶瓷的生产步骤为：将硼粉与钨粉按比例均匀混合后，在钢制模具中100MPa压力下压制成型得到素坯，接着将素坯置于石墨坩埚中，后放于真空碳管炉中加热，保温和冷却，冷却后研磨成WB2粉体，将WB2粉体置于钢制模具中压制成型，最后在真空烧结炉中以10℃/min的升温速率升温至目标温度保温2h进行无压烧结，即可得到最终产品。

研究表明，随着烧结温度的升高，WB2陶瓷中的气孔会越来越少，致密化程度越来越高，则抗弯强度和硬度都会随之增强。随着烧结温度的升高，WB2陶瓷的显气孔率越来越小，而相对密度越来越大，这是由于高温烧结过程主要依赖于高温下原子间相互扩散，烧结温度升高，扩散加剧，粉末颗粒间接触面增加，材料本身的体积扩散与传质过程更加充分，颗粒间位置进行重排，颗粒间由弱的范德华力连接变为较强的晶体接触，使得气孔排出，因此气孔率降低，同时相对密度增大。

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