纳米晶ReB₂块体

硬度33 GPa

通过改进机械合金化和高压烧结获得近全致密、晶粒40 nm的超硬陶瓷,综合力学性能优于常规微晶ReB₂。

Weiguo, Dong · Xin, Shengwei · Ding, Shuaijun · 孙宝茹 · Xu, Lidong · Shen, Xun · An, Z. L. · Liu, Guoying · Longlong, Ma · 蔡学成 · 沈同德

Materials Science & Engineering A: Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing 2023

具体参数

硬度
{'zh': '33', 'en': '33'} GPa
压痕断裂韧性
{'zh': '5', 'en': '5'} MPa m^(1/2)
相对密度
{'zh': '99', 'en': '99'} %
平均晶粒尺寸
{'zh': '40', 'en': '40'} nm
粉末平均晶粒尺寸
{'zh': '6.6', 'en': '6.6'} nm
WC杂质含量
{'zh': '1.59', 'en': '1.59'} wt%
烧结压力
{'zh': '6', 'en': '6'} GPa

技术优势

大载荷下仍坚硬

常规微晶ReB₂的48 GPa是在0.49 N小载荷下测得的;本工作将载荷提高20倍至9.8 N,仍保持~33 GPa,更接近实际使用条件。

高硬度兼高韧性

在保持~33 GPa硬度的同时,压痕断裂韧性达到~5 MPa m^(1/2),解决了超硬材料常脆的难题。

近全致密

相对密度达到~99%,内部孔隙极少,力学性能稳定可靠。

晶粒细化至40 nm

块体平均晶粒尺寸仅40 nm,纳米晶结构有效阻碍位错运动,提升硬度。

应用场景