新型六方結構OsB2粉末的機械合金化合成及成分和微觀結構研究.pdf

1、硼化物由于其優(yōu)異的力學性能和獨特的導熱、導電、催化性能等而被廣泛應用于切削加工、礦物開采、耐磨涂層和航天材料等領域，尤其是過渡金屬二硼化物的特殊應用。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，雖然短時間內不可能替代金剛石，但預計在不久的將來，將會有著廣泛的應用。
　　本論文以鋨粉和硼粉為原料，運用機械合金化法在常溫常壓條件下制備出了

2、具有六方結構的二硼化鋨（h-OsB2）粉末，對所合成的鋨硼化物的形成過程、反應機理、熱穩(wěn)定以及合成效率進行了研究，探索了機械合金化過程中Os-B化學計量比、球料比、WC磨球尺寸對硼化鋨系粉末合成的影響。另外，還通過機械和金化法合成了新型三元系Os1-xRuxB2復合材料，探索了不同含量的Ru對Os1-xRuxB2結構的影響。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）分別對所合

3、成的粉末的晶體結構、形貌和化學組成進行了表征。通過實驗得到以下相關結論：
　　1.在球料比恒定為3的情況下，當Os-B摩爾比為1：2時，最終球磨產物幾乎是純的 Os2B3相；而當 Os-B摩爾比為1：3時，最終產物為 ReB2型六方結構的 OsB2相，其中含有少量的RuB2型正交結構的OsB2相。熱處理結果表明，所合成的Os2B3粉末在流動的Ar氣加熱到800℃是熱穩(wěn)定的，而對OsB2粉末進行低于600℃的熱處理時，不會發(fā)生從六方

4、結構到正交結構的部分相變。
　　2.在Os-B摩爾比恒定為3：1的條件下，當球料比為3：1時，球磨80h的產物為OsB1.1、Os2B3和OsB2三種相的共存態(tài)；而當球料比增加至4：1時，球磨32h后反應不能再繼續(xù)，OsB1.1幾乎完全轉化為ReB2型六方結構的OsB2相，最終反應產物幾乎是由純的OsB2組成（其中含有極少量正交結構的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對原料粉末進行球磨，最終球磨產物的主相均為所需的ReB2型六方結構的OsB2相，但其合成效率不同。磨球直徑越小，合成ReB2型六方結構OsB2的效率越高，磨球直徑為11.2mm和9.5mm的實驗組球磨20h后反應不再繼續(xù)，而磨球直徑為6.35mm的實驗組球磨16h后反應不在繼續(xù)，合成 OsB2的速率明顯高于大直徑磨球的實驗組。然而，當把三組不同球按一定比例混合進行球磨時，其