TiB₃超硬相

维氏硬度51.6 GPa

一种可在93.8 GPa以上压力区间保持稳定的富硼板层结构，硼-硼相互作用较此前结构更强，硬度和稳定性同时超过此前预测的TiB₃相。

Chen, Mengru · Dou, Xilong · 宋婷 · Zhi-Peng, Yan · 孙小伟

Results in Physics 2024

参数信息

硬度

51.6 GPa

相变压力

93.8 GPa

技术优势

硬度更高

Amm2结构的硬度比C2/m结构高3.2 GPa，因为其硼板含更多层数，B-B相互作用更强。

压力稳定性更宽

该结构在高达93.8 GPa压力下保持稳定，进一步加压才转变为P2/m结构，稳定性高于此前通过粒子群优化预测的C2/m结构。

能量更有利

相对于C2/m结构，Amm2结构具有更低的焓，表明其热力学更稳定。

最硬的Ti-B化合物

这是目前已报道的Ti-B化合物中最硬的结构，可替代传统超硬材料c-BN。

应用场景

• 切削工具：超硬相可替代c-BN，提升刀具切削性能和使用寿命。
• 耐磨涂层：高硬度使其适合作为耐磨涂层，减少材料磨损。
• 航空航天材料：航空航天部件需要耐高温高压的超硬材料。
• 超硬材料：为超硬材料家族增添新的Ti-B化合物。