金屬硼化物與含硼合金

前言

金屬硼化物是硼化合物的一個(gè)大系列，它在國民經(jīng)濟(jì)各部門、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、核工業(yè)、宇航、國防、高新技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用，如在機(jī)械加工、電子工業(yè)、能源工業(yè)、冶金工業(yè)、石油開采及石油化工各領(lǐng)域、化學(xué)工業(yè)、輕工業(yè)及材料工業(yè)等各部門有著廣泛的應(yīng)用。   稀土元素硼化物中的硼化鑭與六硼化鈣，用作半導(dǎo)體高溫整流材料、摻雜材料、電子管材料、陰極射線材料以及高溫核反應(yīng)器中子的吸收材料。   鈦、鋰、鈹、釩、錳、鉻、鉬、鎢、鈷、鎳、鋯、鉿、鈮、鉭等金屬的硼化物煉制硬度大，它們是耐磨性能好，耐熱、抗氧化、電阻與溫度有線性關(guān)系的特種合金，可用于金屬陶瓷、耐磨涂層、高溫電阻、坩堝內(nèi)襯、填空噴鍍和耐腐蝕化工設(shè)備。磷化硼可用作光學(xué)吸收及超硬無機(jī)材料。   含硼非晶型合金為節(jié)能硼化物，它們可代替硅鋼片，節(jié)能50%以上。   另外，如金屬硼化物復(fù)合材料(硼化物金屬陶瓷)以及硼鈦、硼鋯基等在核工業(yè)、火箭噴嘴、高溫軸承、熱電保護(hù)管、汽車部件等制造中都有一定的應(yīng)用。   為此，我們?cè)诨瘜W(xué)工業(yè)出版社的大力支持下，聯(lián)合了從事金屬硼化物開發(fā)和生產(chǎn)的多位作者，在廣泛查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上編寫了本書。在“十二五”剛剛來臨的時(shí)候，為適應(yīng)國家“十二五”硼工業(yè)發(fā)展的需要，我們將它奉獻(xiàn)給廣大讀者和硼行業(yè)的研究者們。   本書包括：金屬硼化物的發(fā)現(xiàn)及其發(fā)展；硼化物的分類及系列化圖；一般與特殊性能的金屬硼化物；在常用金屬硼化物中，我們將硼(酸)鋰和硼酸鹽抗粉化劑兩個(gè)品種也一并列入；另外還有稀土元素及其硼化物；特別是體現(xiàn)時(shí)代新潮流的節(jié)能金屬硼化物——非晶型合金；幾種金屬硼化物的分析測試方法以及有關(guān)金屬硼化物的一些常用的物理化學(xué)數(shù)據(jù)等，以及金屬硼化物的工業(yè)衛(wèi)生。本書共分七章。附錄中收錄了一些分析測試方法。   本書編寫過程中得到化學(xué)工業(yè)出版社的大力支持，東北大學(xué)張顯鵬教授、原包頭稀土研究院郝占忠研究員熱心提供寶貴的技術(shù)資料，大連理工大學(xué)呂秉玲教授對(duì)本書的部分章節(jié)提出寶貴意見并進(jìn)行修改，丹東市化工研究所金英花總工程師、大連金瑪科技集團(tuán)公司王海林提供有關(guān)技術(shù)資料。我們特向他們表示誠摯的謝意！在這里也向編寫本書時(shí)引用的文獻(xiàn)書籍的作者們致以深切的謝意！   本書由鄭學(xué)家擔(dān)任主編，倪坤、董振偉、孟憲友、王立新、李力、呂曉姝、孫成高擔(dān)任副主編：其他參編人員有：宋明志、乃學(xué)瑛、張吉昌、鄭吉巖、關(guān)玉姣；最后由鄭學(xué)家統(tǒng)稿。   本書在編寫上可能會(huì)有許多不足之處，敬請(qǐng)硼行業(yè)同行及廣大讀者批評(píng)指正。 鄭學(xué)家 2011年12月于旅順

內(nèi)容概要

　　金屬硼化物是硼化合物的一個(gè)大系列，它在國民經(jīng)濟(jì)各部門中有著廣泛應(yīng)用。本書詳細(xì)介紹了金屬硼化物的發(fā)現(xiàn)及其發(fā)展，硼化物的分類及系列化圖，一般金屬硼化物、特殊性能金屬硼化物、稀土金屬硼化物等。另外，本書附錄還介紹了金屬硼化物生產(chǎn)中的工業(yè)衛(wèi)生和一些金屬硼化物的分析測試方法。
 本書可供從事金屬硼化物研究、應(yīng)用的技術(shù)人員，從事特種材料研究的技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一章 金屬硼化物的發(fā)現(xiàn)及其發(fā)展歷史
 一、金屬硼化物的復(fù)合材料
 二、二硼化鎂的超導(dǎo)電性能
 三、釹鐵硼
 四、硼化鑭
 五、其他稀土硼化物的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展方向
 六、分類
第二章 一般金屬硼化物
 第一節(jié) 概述
 一、特性
 二、制備方法
 三、常用金屬硼化物的發(fā)展前景
 第二節(jié) 硼化鋁
 一、二硼化鋁
 二、十二硼化鋁
 第三節(jié) 硫化硼、磷化硼和硅化硼
 一、硫化硼
 二、磷化硼
 三、硅化硼
 第四節(jié) 硼化鉬、硼化釩、硼化鈮和硼化鈾
 一、硼化鉬
 二、硼化釩
 三、硼化鈮
 四、硼化鈾
 第五節(jié) 硼化鎢和硼化鉭
 一、硼化鎢
 二、硼化鉭
 第六節(jié) 三硼酸鋰
 第七節(jié) 硼酸鹽抗粉化劑
 第八節(jié) 硼化錳
 第九節(jié) 硼化鋇
 第十節(jié) 硼化鈹
 第十一節(jié) 硼化鈣
 第十二節(jié) 硼化鈦
 第十三節(jié) 硼化鋯
 第十四節(jié) 硼化鐵
 一、硼化鐵
 二、含硼生鐵
第三章 特種性能的金屬硼化物——二硼化鎂
 一、二硼化鎂的性質(zhì)
 二、二硼化鎂的合成工藝方法、應(yīng)用及發(fā)展
第四章 稀土元素及其硼化物
 第一節(jié) 稀土元素及其硼化物總論
 一、稀土元素的特性及應(yīng)用
 二、稀土元素硼化物的特性、合成工藝及應(yīng)用
 第二節(jié) 釹鐵硼
 第三節(jié) 硼化鑭和硼化銪
 一、硼化鑭
 二、硼化銪
 第四節(jié) 稀土金屬硼化物的發(fā)展前景
第五章 金屬硼化物的復(fù)合材料
 第一節(jié) 硼纖維及其相關(guān)材料
 一、硼纖維
 二、硼纖維復(fù)合材料
 第二節(jié) 硼化鈦(鋯)金屬復(fù)合材料
 一、二硼化鈦復(fù)合材料
 二、硼化鋯金屬復(fù)合材料
 第三節(jié) 金屬硼化物復(fù)合材料的發(fā)展前景
第六章 含硼合金
 第一節(jié) 硼對(duì)鋼和合金性能的影響
 一、硼對(duì)不銹耐酸鋼性能的影響
 二、硼對(duì)鋼斷裂韌性和缺口拉伸強(qiáng)度的影響
 三、硼對(duì)鋼和合金性能的影響
 四、硼對(duì)耐熱鋼和耐熱合金性能的影響
 第二節(jié) 常用含硼合金及硼鋼的組成
 第三節(jié) 節(jié) 能含硼合金非晶、納米晶含硼合金
 一、非晶態(tài)合金的性能及應(yīng)用
 二、非晶、納米晶含硼合金的發(fā)現(xiàn)
 三、含硼非晶型合金的特性及用途
 四、含硼非晶型合金的制造工藝
 五、非晶、納米晶合金
 第四節(jié) 含硼非晶型合金的發(fā)展前景
附錄
 附錄一 金屬硼化物分析測試方法
 附錄A (提示的附錄)
 附錄B (提示的附錄)
 附錄C 儀器工作條件(參考件)
 附錄D 儀器工作條件(參考件)
 附錄E 儀器工作條件(參考件)
 附錄F 儀器工作條件(參考件)
 附錄二 稀土元素的物理化學(xué)數(shù)據(jù)
 附錄三 金屬硼化物的物理化學(xué)數(shù)據(jù)
 附錄四 金屬硼化物的工業(yè)衛(wèi)生
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   一、金屬硼化物的復(fù)合材料 早在19世紀(jì)人類在合成工藝方面就已發(fā)現(xiàn)氣相—固相和固相—固相的燃燒合成現(xiàn)象。 1825年，Berzelius發(fā)現(xiàn)非晶型鋯在室溫下燃燒并生成氧化物。1892年，Moissen敘述了氧化物和氮化物的燃燒合成。1895年，Goldechmidt用鋁粉還原堿金屬和堿土金屬氧化物，發(fā)現(xiàn)固相—固相燃燒反應(yīng)，并描述了放熱反應(yīng)從試料一端迅速蔓延到另一端的自蔓延現(xiàn)象。20世紀(jì)鋁熱反應(yīng)得到工業(yè)應(yīng)用。但是，將燃燒合成和冶金、機(jī)械等技術(shù)結(jié)合起來，發(fā)展成為具有普遍意義的制備材料新技術(shù)并用于工業(yè)生產(chǎn)，還應(yīng)歸功于前蘇聯(lián)科學(xué)家的努力。 從20世紀(jì)30年代以來，美國研究了很多關(guān)于金屬與間隙化合物相容性的問題，這一組合最早的實(shí)例是碳化鎢與鈷。在這種復(fù)相材料中，碳化鎢的晶粒由鈷粘牢，它的強(qiáng)度與韌性均較鑄造的碳化物為優(yōu)。這是在1922年發(fā)現(xiàn)的，它是新的硬質(zhì)合金工業(yè)的誕生。 1951年，有人曾熱壓85％硼化鉻及15％鎳，發(fā)現(xiàn)生成一個(gè)熔點(diǎn)大約在1040℃的硼化鎳。在BatteUe Memorial Institute進(jìn)行的持久強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明，硼化鉻基金屬陶瓷在820℃、1000h的持久強(qiáng)度只有鈷基合金Vitallium的1／4。 我國在20世紀(jì)70年代已利用Mo—Si的放熱反應(yīng)來制備MoSi2粉末。從80年代開始，原冶金部鋼鐵研究總院、西北有色金屬研究院、南京電光源材料研究所、北京科技大學(xué)、武漢工業(yè)大學(xué)和中南工業(yè)大學(xué)等單位先后開展了SHS（自蔓延高溫合成）的研究。1989年，美國加州大學(xué)Davis分校工學(xué)院的Mtmir教授應(yīng)邀在北京科技大學(xué)介紹SHS。1991年3月，SHS技術(shù)的創(chuàng)始人、前蘇聯(lián)結(jié)構(gòu)宏觀動(dòng)力學(xué)研究所的Merzhanov及Borovinskaya等4人應(yīng)中國有色金屬學(xué)會(huì)的邀請(qǐng)，在北京有色金屬研究總院舉辦SHS講習(xí)班，促進(jìn)了自蔓延高溫合成在我國的研究和開發(fā)。自蔓延高溫合成研究得到了國家自然科學(xué)基金委員會(huì)、國家高技術(shù)"863"新材料委員會(huì)、國家教委、原冶金部、輕工部等國家部委甚至企業(yè)的資助， "八五"期間國家高技術(shù)"863"計(jì)劃還設(shè)立了金屬、非金屬材料復(fù)合的自蔓延高溫合成技術(shù)。1992年，原冶金部鋼鐵研究總院與前蘇聯(lián)科學(xué)院結(jié)構(gòu)宏觀動(dòng)力學(xué)研究所組建了合資公司—北京華聯(lián)特種材料股份有限公司，專門利用自蔓延高溫合成技術(shù)生產(chǎn)各種陶瓷粉體，年產(chǎn)量達(dá)到20t。1994年，第一屆全國自蔓延高溫合成學(xué)術(shù)會(huì)議在武漢召開。1995年10月，第三屆國際SHS會(huì)議在我國武漢舉行。在"863"計(jì)劃的資助下，SHS法生產(chǎn)陶瓷內(nèi)襯鋼管在我國已工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。

編輯推薦

《金屬硼化物與含硼合金》可供從事金屬硼化物研究、應(yīng)用的技術(shù)人員，從事特種材料研究的技術(shù)人員參考。

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