硼化铪的制备及应用

背景及概述^[1][2]

硼化铪为灰色有金属光泽晶体。其导电率大，化学性质稳定。室温时几乎不与所有的化学试剂 (氢氟酸除外)反应。由二氧化铪与氧化硼或碳化硼、碳粉混合加热或由四氯化铪与三氯化硼在2，000℃时通氢还原或铪与硼直接反应制得，用作耐高温合金。

制备^[1]

二硼化铪具有高熔点、高硬度、良好的导电、导热性能和良好的吸收中子的性能，在超高温材料、超硬材料、电极材料及中子吸收材料等领域有着重要的应用。随着材料科技的发展，二硼化铪陶瓷及复合材料的应用领域越来越广泛。获得低成本、高质量的二硼化铪微粉，是目前国内外重要的研发方向。二硼化铪很难烧结，为提高烧结性能，必须获得超细的微粉。纳米微粉虽然性能优越，但成本很高，而且在原料处理时难于分散，工艺难度较大。因而亚微米的二硼化铪微粉的开发日益受到重视。

二硼化铪微粉的合成方法文献极少，未发现相应的公开文献。参照ZrB₂ 的合成方法，现有的二硼化铪微粉的制备方法可能有直接合成法和碳热还原法。

CN200710072488.9提供一种高纯度二硼化铪微粉燃烧合成方法。本发明的技术方案是：本发明是按以下步骤实现的：一、将基础原料和稀 释剂进行配料，基础原料包含二氧化铪、硼酐和镁粉，按重量百分比为：二氧 化铪：30％～60％、硼酐：10％～40％、镁粉：15％～50％，加入的稀释剂二硼化铪重量为基础原料的0～3倍；二、干燥、混料；三、将混合均匀的原料粉装入石墨舟，再放入密闭压力容器中，密闭压力容器采用循环水冷却，并保持反应在压强为0～5Mpa的保护气氛下或真空条件下进行，点火使原料自蔓延燃烧而转化为产物；四、冷却后取出产物，产物为二硼化铪和氧化镁的混合物，酸洗去除氧化镁，再将二硼化铪水洗、过滤、干燥，得到二硼化铪粉末。

应用^[3-5]

CN201410234517.7提供了一种钨-氮化铝-硼化铪复合材料的制备方法，包括以下步骤：一、将钨粉、氮化铝粉和硼化铪粉的混合粉末与无水乙醇按比例混合球磨，得到浆料；二、将浆料烘干后研碎，得到坯料；三、将坯料进行热压烧结，得到钨-氮化铝-硼化铪复合材料。本发明通过将氮化铝引入到钨与硼化铪的复合体系中，能够提高复合材料的室温断裂韧性，降低烧结温度，并且机械合金化能够进一步降低复合材料的烧结温度，避免陶瓷相与金属之间的分离。采用本发明制备的钨-氮化铝-硼化铪复合材料的室温断裂韧性和高温抗拉强度具有良好的匹配性。

CN201610014343.2提供了树脂分散硼化铪碳化硼-碳纤维摩擦材料的制备方法，其特征在于，将密度为0.1~1.8g/cm³石墨化的碳纤维毯进行渗碳处理后进行沉积碳化硼处理，再进行树脂分散硼化铪填充处理，再进行埋入渗硅处理，然后在氮气气氛中氮化处理制得树脂分散硼化铪碳化硼-碳纤维摩擦材料。本发明是采用石墨化碳纤维毯通过渗碳、沉积碳化硅、填充硼化铪、埋入渗硅及氮化等步骤实现摩擦材料的制备，所制备的摩擦材料高强度、高韧性、高摩擦性能，适应各种气候条件的摩擦材料。   

CN201610014311.2提供了乙醇分散硼化铪碳化硼-碳纤维摩擦材料的制备方法，其特征在于，将密度为0.1~1.8g/cm³石墨化的碳纤维毯进行渗碳处理后进行沉积碳化硼处理，再进行乙醇分散硼化铪填充处理，再进行埋入渗硅处理，然后在氮气气氛中氮化处理制得乙醇分散硼化铪碳化硼-碳纤维摩擦材料。本发明是采用石墨化碳纤维毯通过渗碳、沉积碳化硅、填充硼化铪、埋入渗硅及氮化等步骤实现摩擦材料的制备，所制备的摩擦材料高强度、高韧性、高摩擦性能，能适应各种气候条件的摩擦材料。

主要参考资料

[1] 化学词典

[2] CN200710072488.9 高纯度二硼化铪微粉燃烧合成方法

[3] CN201410234517.7一种钨-氮化铝-硼化铪复合材料的制备方法

[4] CN201610014343.2树脂分散硼化铪碳化硼-碳纤维摩擦材料的制备方法

[5] CN201610014311.2乙醇分散硼化铪碳化硼?碳纤维摩擦材料的制备方法