当前位置: 新思界 > 产业 > 化工 > 聚焦 >

硼化铪(HfB2)可制造超高温陶瓷及复合材料 我国相关研究成果不断增多

2026-02-04 17:39      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击:

硼化铪(HfB2)可制造超高温陶瓷及复合材料 我国相关研究成果不断增多

  硼化铪,也称二硼化铪,化学式HfB2,外观为灰色有金属光泽的晶体,密度10.5g/cm3,化学性质稳定,室温条件下仅与氢氟酸发生反应。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2026-2030年全球及中国硼化铪(HfB2)行业研究及十五五规划分析报告》显示,硼化铪具有熔点高(达到3250℃)、热稳定性好、热膨胀系数低、热导率高、硬度高、导电率高等特点。硼化铪陶瓷是一种超高温陶瓷,可以应用在极端环境中,例如用作核反应堆防护材料、高超声速飞行器热防护材料(例如鼻锥、机翼前沿等)、超燃冲压发动机燃烧室材料,也可以应用在超级电容器、传感器等制造领域。
 
  硼化铪的制备方法有:以二氧化铪、硼/碳化硼、碳粉为原料,混合后加热,通过碳热还原法制备得到粉体;以氯化铪、氢、溴化硼为原料,利用红热钨丝通过还原反应沉积得到粉体;以氯化铪、硼氢化钠为原料,以氯化锂与氯化钾的混合熔盐为反应介质,在一定温度下反应得到粉体;以四氯化铪、硼氢化锂为原料,以无水四氢呋喃为溶剂,在保护气体存在下进行反应,获得硼化铪陶瓷前驱体,再经高温裂解得到粉体。
 
  硼化铪粉体的纯度、粒径大小会直接影响硼化铪陶瓷的致密度,利用硼化铪陶瓷前驱体来制备硼化铪粉体,是超高温硼化铪陶瓷粉体的常见制备方法。硼化铪陶瓷脆性大,以连续纤维例如碳化硅纤维、碳纤维等为增强体,将其浸渍于硼化铪陶瓷前驱体中,再经过高温裂解,可以获得硼化铪陶瓷基复合材料,能够实现陶瓷增韧。硼化铪陶瓷前驱体在硼化铪陶瓷粉体、硼化铪陶瓷、硼化铪陶瓷基复合材料制造中应用广泛。
 
  作为一种应用领域涉及航空航天、核工业的超高温陶瓷,我国对硼化铪及其相关材料的研究还在不断深入。为改变陶瓷的脆性问题,中国科学院合肥物质院与哈尔滨工业大学合作,制备出具有高结晶性和高长径比的多支状硼化物陶瓷微棒,以其为增韧相加入硼化物陶瓷基体中,可将硼化铪陶瓷的断裂韧性提升81.9%,相关成果于2024年8月发表在《Materials & Design》期刊。
 
  新思界行业分析人士表示,我国硼化铪及其相关材料的专利数量也在不断增多,主要有湖南华威景程材料科技有限公司“络合溶胶-凝胶技术微波合成二硼化铪纳米粉体的方法”、中国科学院合肥物质科学研究院“一种具有微纳级拓扑结构的硼化铪陶瓷粉体及其制备方法”、山东工业陶瓷研究设计院有限公司“一种耐高温硼化铪陶瓷材料的制备方法”等。
 
关键字: