作為鎢硼化物中的一種,五硼化二鎢是由2個(gè)鎢原子和5個(gè)硼原子所組成的一種無機(jī)化合物,是一種新型的超硬材料,是鎢工業(yè)中一種不常見的中間體,英文名為Tungsten Pentaborate,化學(xué)式為W2B5,分子量為421.76,CAS登錄號(hào)為12007-98-6,EINECS登錄號(hào)為234-524-8。
從物理化學(xué)性能上來看,W2B5的外觀為黑色粉末,帶有一定的刺激性和毒性,純度高達(dá)99%以上,熔點(diǎn)為2365°C,密度為15.3 g/cm3,具有比碳化鎢更高的硬度和更強(qiáng)的抗氧化性。目前,碳化鎢系列化合物最高維氏硬度為30GPa,而五硼化二鎢硬度為41GPa。注意:在使用W2B5時(shí),操作者應(yīng)佩戴相應(yīng)的防護(hù)工具,如手套、防護(hù)眼鏡和面具等。
從生產(chǎn)方法上來看,W2B5的制備步驟為:1)生產(chǎn)高純度鎢粉:以三氧化鎢為原材料,在加熱及有氫氣的環(huán)境下,將三氧化鎢還原成二氧化鎢,后繼續(xù)加熱升溫,將二氧化鎢還原成鎢粉;2)制備高純度硼粉:工業(yè)硼粉直接溴化,后除溴和分餾得到高純溴化硼,后加熱高純溴化硼液體使其氣化,接著將其進(jìn)行還原即可;3)取一定量的鎢粉和硼粉在真空或氬氣氛中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié),即可得到五硼化二鎢。
從用途上來看,五硼化二鎢可以用來制造高速切削刀具、油/氣用鉆探復(fù)合片、煤/礦用鉆探復(fù)合片、高硬度磨料、超高溫耐火材料,或著作為醫(yī)藥和化工材料的中間體。值得一提的是,使用W2B5制得的高速切削刀具在加工過程中可以避免滲碳行為的發(fā)生,以保障加工過程刀具的金屬性能不受影響。