硼化物耐火材料(boride   refractories)

以合成的硼化物原料为基本成分，采用粉末冶金工艺或其它特殊工艺方法制成的耐火制品。

简史    有关硼化物性能的最早资料载于法国的化学家和冶金学家穆瓦桑(Moissan)等人的著作中。由于当时对硼化物研究很少，在工业中起的作用不大，直至1946年对硼化物的研究，证实难熔硼化物作为高温材料的组分是有前途的。

分类    硼化物的种类很多，但应用较多的主要是硼化锆制品(ZrB2)和硼化钛制品(TiB2)。

性能硼化物耐火材料熔点高、硬度大、化学稳定性好，并具有突出的抗热震性和金属性能。(见表)

工艺    通常将合成的硼化物原料经精选、粗碎、细磨(至小于5μ的微粉)后，采用挤压、等静压成型，干燥后烧结，或热压烧结及直接合成烧结等方法制得。

(1)挤压法。在制备好的硼化物粉料中加入8％～10％糊精、油酸等有机混合物作结合剂，经混合、真空练泥、困料等工序后，在挤泥机中成型，再经干燥、素烧以排除坯体中的结合剂，在氢气的保护下，于钼丝炉内或高频真空炉内烧成。烧成温度一般在1600～2100℃，保温1～2h，各种硼化物的测温套管均可采用此法制造。

(2)等静压法。在硼化物粉料中加入少量的聚乙烯醇作结合剂，将泥料装入橡塑模具内，在等静压机中以200MPa压力成型，经干燥，在氢气保护下，于钼丝炉内或高频真空炉内烧成，烧成温度一般在1600～2100℃，保温1～2h。用此法生产的硼化物制品体积密度高于用挤压法制备的制品。

(3)热压烧结法。将制备好的硼化物粉料直接装入石墨模具内，在石墨热压炉中边加热、边加压烧结，一般压力为25～35MPa，烧成温度大于1600℃。用此法能制备出致密的(体积密度可达理论密度的95％以上)、性能优异的硼化物制品。

(4)直接合成烧结法。将金属粉料与硼粉以一定的比例均匀混和后，在高温高压下热压烧结。这种方法是使粉料通过固相反应合成硼化物原料，同时进一步将原料烧结成致密的制品。

应用硼化物耐火材料是一种性能优良的高温结构材料，在冶金工业中，可作为钢水、铁水及铝液的测温套管。尤其是炼铝工业中二硼化锆(ZrB2)、二硼化钛(TiB2)制品对冰晶石有很好的抗腐蚀性能，作为测温的套管材料，它们的使用寿命远远超过了其它材料。硼化钛(TiB2)可作为熔炼各种金属的坩埚或存放液态金属的容器。在机械工业中，硼化物制品可作为高温用．．广无润滑轴承耐磨部件。在原子能工业中，硼化镧(LaB6 )可作为阴极发射材料。由于硼化钛(TiB2)制品具有电阻小、及负的电阻温度系数这一特性，以硼化钛为基的氮化物硼化物系导电陶瓷制成的陶瓷加热器，在蒸镀工业中获得了日益广泛的应用。

展望随着对硼化物性能研究日益深入，硼化物耐火材料在工业中的应用更为广泛，如在冶金行业中，转炉炉衬镁碳砖中加入某些硼化物如CaB6，明显提高镁碳砖的抗氧化性。这方面的实践应用还须进一步探索与研究。