新型六方結(jié)構(gòu)OsB2粉末的機(jī)械合金化合成及成分和微觀結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、硼化物由于其優(yōu)異的力學(xué)性能和獨(dú)特的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、催化性能等而被廣泛應(yīng)用于切削加工、礦物開采、耐磨涂層和航天材料等領(lǐng)域，尤其是過渡金屬二硼化物的特殊應(yīng)用。近幾年，以過渡金屬錸（Re），鋨（Os）以及銥（Ir）等為代表的二硼化物因其表現(xiàn)出的超硬性而被廣泛研究。過渡金屬硼化物作為一種新型的超硬材料，雖然短時(shí)間內(nèi)不可能替代金剛石，但預(yù)計(jì)在不久的將來，將會(huì)有著廣泛的應(yīng)用。
　　本論文以鋨粉和硼粉為原料，運(yùn)用機(jī)械合金化法在常溫常壓條件下制備出了

2、具有六方結(jié)構(gòu)的二硼化鋨（h-OsB2）粉末，對(duì)所合成的鋨硼化物的形成過程、反應(yīng)機(jī)理、熱穩(wěn)定以及合成效率進(jìn)行了研究，探索了機(jī)械合金化過程中Os-B化學(xué)計(jì)量比、球料比、WC磨球尺寸對(duì)硼化鋨系粉末合成的影響。另外，還通過機(jī)械和金化法合成了新型三元系Os1-xRuxB2復(fù)合材料，探索了不同含量的Ru對(duì)Os1-xRuxB2結(jié)構(gòu)的影響。利用X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）和X射線光電子能譜（XPS）分別對(duì)所合

3、成的粉末的晶體結(jié)構(gòu)、形貌和化學(xué)組成進(jìn)行了表征。通過實(shí)驗(yàn)得到以下相關(guān)結(jié)論：
　　1.在球料比恒定為3的情況下，當(dāng)Os-B摩爾比為1：2時(shí)，最終球磨產(chǎn)物幾乎是純的 Os2B3相；而當(dāng) Os-B摩爾比為1：3時(shí)，最終產(chǎn)物為 ReB2型六方結(jié)構(gòu)的 OsB2相，其中含有少量的RuB2型正交結(jié)構(gòu)的OsB2相。熱處理結(jié)果表明，所合成的Os2B3粉末在流動(dòng)的Ar氣加熱到800℃是熱穩(wěn)定的，而對(duì)OsB2粉末進(jìn)行低于600℃的熱處理時(shí)，不會(huì)發(fā)生從六方

4、結(jié)構(gòu)到正交結(jié)構(gòu)的部分相變。
　　2.在Os-B摩爾比恒定為3：1的條件下，當(dāng)球料比為3：1時(shí)，球磨80h的產(chǎn)物為OsB1.1、Os2B3和OsB2三種相的共存態(tài)；而當(dāng)球料比增加至4：1時(shí)，球磨32h后反應(yīng)不能再繼續(xù)，OsB1.1幾乎完全轉(zhuǎn)化為ReB2型六方結(jié)構(gòu)的OsB2相，最終反應(yīng)產(chǎn)物幾乎是由純的OsB2組成（其中含有極少量正交結(jié)構(gòu)的OsB2）。
　　3.在Os-B摩爾比為1：3，球料比為4：1的條件下，分別用直徑分別為11

5、.2mm、9.5mm、6.35mm的WC研磨球以及三種球的混合球?qū)υ戏勰┻M(jìn)行球磨，最終球磨產(chǎn)物的主相均為所需的ReB2型六方結(jié)構(gòu)的OsB2相，但其合成效率不同。磨球直徑越小，合成ReB2型六方結(jié)構(gòu)OsB2的效率越高，磨球直徑為11.2mm和9.5mm的實(shí)驗(yàn)組球磨20h后反應(yīng)不再繼續(xù)，而磨球直徑為6.35mm的實(shí)驗(yàn)組球磨16h后反應(yīng)不在繼續(xù)，合成 OsB2的速率明顯高于大直徑磨球的實(shí)驗(yàn)組。然而，當(dāng)把三組不同球按一定比例混合進(jìn)行球磨時(shí)，其