專利名稱：：低氧化硼復合材料的制作方法低氧化硼復合材料
背景技術：
：本發(fā)明涉及低氧化硼(boronsuboxide)復合材料。具有接近或甚至超過金剛石的硬度值的合成超硬材料的開發(fā)一直受到材料科學家的很大關注。具有70-100GPa的維氏硬度的金剛石是已知的最硬材料，其次是立方氮化硼(Hv60GPa)和低氧化硼(本文中稱作860)。860單晶在0.49N和0.98N載荷下經測定分別具有53GPa和45GPa的硬度值，這些硬度值類似于立方氮化硼的硬度值[9]。已知B60還可以是非化學計量的，即按BA—,存在(其中x為0-0.3)。這樣的非化學計量形式包括在術語B60中。這些材料的強共價鍵和短原子間鍵長促成不尋常的物理和化學性能，例如大的硬度、低的質量密度、高的熱導率、高的化學惰性和優(yōu)異的抗磨損性[1，2]。在Ellison-Hayashi等的美國專利No.5,330,937中，報導了具有名義組成B30、B40、B60、B70、B80、B!20、B150和B"0的低氧化硼粉末的形成。Kurisuchiyan等(日本專利No.7，034，063)和El1ison-Hayashi等(美國專利No.5,456,735)論述了潛在的工業(yè)應用，這些潛在的工業(yè)應用包括在砂輪(grindingwheel)、磨料和刀具中的使用。若干技術已用于制備低氧化硼并且包括諸如在適宜地高的壓力和高的溫度條件下使單質硼(B)與氧化硼(B20》反應這樣的工序[1]。在HolcombeJr.等的美國專利No.3，660，031中，提到了制備低氧化硼的其它方法，例如用鎂還原氧化硼(B203)，或者通過用單質硼還原氧化鋅。然而對于這些已知工序中的每一種，存在妨礙該材料在工業(yè)中的有用性的缺陷。例如，用鎂還原8203在低氧化物中產生鎂和硼化鎂污染物的固溶體，而用硼還原氧化鎂僅產生相對小的低氧化硼收率并且是非常低效率的。HolcombeJr.等(美國專利No.3，660，031)通過在1200°C-150(TC的溫度下用單質硼還原氧化鋅來制備B70。報導了這種材料在100g載荷下的硬度值為38.2GPa,且密度為2.6g.era—3。沒有論及這種材料的斷裂韌性。Petrak等[3]研究了熱壓B60的力學和化學性能，并且報導了高至34-38GPa的顯微硬度值。El1ison-Hayashi等(美國專利5，330,937)制得了添加有鎂(約6%)的B60，這產生34GPa-36GPa的平均KHN10。值。已嘗試通過與其它硬質材料例如金剛石[4]、碳化硼[5]和cBN[6]形成B60復合材料來提高B60的力學性能，特別是其斷裂韌性。在極高的溫度和壓力條件下制造含有金剛石和cBN的復合材料。意圖形成偽二元復合材料體系，在晶界處比純B60更強。盡管對于該復合材料記錄了高的硬度值(Hv-46GPa)，但再次地，斷裂韌性值不超過1.8MPa.m°'5。在這里對于B60-cBN復合材料獲得最佳值。Shabalala等(WO2007/029102和[7])制得了具有鋁化合物的B60復合材料，所述鋁化合物在晶界處產生硼酸鋁相。獲得了具有29.3GPa相應硬度的約3.5MPa.m"斷裂韌性。存在于該復合材料中的鋁相是軟的，并且雖然它們可以改善所得復合材料的斷裂韌性，但它們無助于該復合材料的總體硬度。此外，除晶態(tài)硼酸鋁外，還形成富含氧化硼、化學不穩(wěn)定的非晶態(tài)相和微孔結構，從而進一步導致降低的硬度[IO，11]。該復合材料的制備方法包括用金屬涂覆低氧化硼顆粒并燒結該涂覆了金屬的顆粒。該說明書中的唯一實施例是關于硼酸鋁二次相(secondaryphase)或粘合劑相。發(fā)明概述根據本發(fā)明，提供了包含低氧化硼和二次相的低氧化硼復合材料，其中所述二次相含有硼化物。對于本說明書，"二次相，，表示復合材料中除低氧化硼外的各種物質，并且可以全部或部分是晶態(tài)或非晶態(tài)的，可以包括多于一種熱力學相。此外，"硼化物"的任何引述包括一硼化物、二硼化物和任何其6它形式的硼化物。硼化物可以選自周期表的第4至第8族過渡金屬的硼化物。特別地，硼化物可以選自鐵、鈷、鎳、鈦、鴒、鉿、鉭、鋯、錸、鉬或鉻的硼化物。硼化物還可以是鈿族金屬硼化物，優(yōu)選硼化鈀。復合材料中存在的硼化物的量可根據該硼化物的性質和所需復合材料的性能而變化。通常，對于硬質硼化物例如ZrB2、HfB2、W2Bs(這種硼化物具有包括WB2的均質區(qū)域)、Mo2B5、CrB2、TiB2、ReB2、TaB2和NbB2，該硼化物的存在量可為復合材料的至多50體積％。對于較軟的硼化物例如鎳、鈷、鐵、錳、鈀和鉑的硼化物，該硼化物的存在量優(yōu)選為復合材料的至多10體積％。二次相還可以含有一種或多種氧化物。該氧化物可以是稀土金屬氧化物并且優(yōu)選是選自鈧、釔(其為優(yōu)選)和鑭系元素的氧化物中的稀土金屬氧化物。該氧化物還可以是周期表的IA、IIA、IIIA或IVA族金屬的氧化物。這種類型的優(yōu)選氧化物的例子是A1203、Si02、Mg0、Ca0、Ba0或Sr0。二次相可以含有這些氧化物的混合物。低氧化硼可以是顆粒狀(particulate)或晶粒狀(granular)的低氧化硼。低氧化硼顆粒或晶粒本身的平均粒度優(yōu)選為細的并且可以為100認-100jam、優(yōu)選100nm-10jam?？梢岳缤ㄟ^對低氧化硼源進行碾磨來制備細顆粒狀低氧化硼。如果在含有鐵或鈷的碾磨介質存在下進行碾磨，一些鐵和/或鈷將被引入到燒結的材料中。為了獲得無鐵的材料，可用鹽酸洗滌碾磨的粉末，或者可使用氧化鋁罐和碾磨球進行碾磨。已發(fā)現(xiàn)有利地是，用溫熱的水或醇洗滌碾磨的粉末以除去任何過量的8203或H3B03。本發(fā)明的復合材料包含通常為顆?；蚓ЯＰ问降牡脱趸稹⒑徒Y合的粘著形式的二次相。二次相優(yōu)選以比低氧化硼小的體積百分數(shù)存在并且均勻地分散在低氧化硼中。二次相可為非晶態(tài)或部分晶態(tài)。本發(fā)明提供了含有低氧化硼和硼化物的復合材料，該復合材料具有高的斷裂韌性和高的硬度。特別地，該復合材料通常具有大于3.5MPa.m"的斷裂韌性且兼具有大于25GPa的維氏硬度(H》。優(yōu)選地，該復合材料的斷裂韌性大于3.5MPa.m"且更優(yōu)選為至少4.0MPa.m°'5以及更加優(yōu)選為至少5.0MPa.m°5。本文中所使用的斷裂韌性(Kie)是通常以5kg的載荷在壓痕處測得。使用5次測量結果的平均值來確定下文所討論的BeO樣品的性能。借助DCM方法使用下面的Anstis方程[8]來測量Ku;:其中E是楊氏模量，H是硬度，且5是僅取決于壓頭幾何形狀的常數(shù)。對于該方程中的楊氏模量值，使用470GPa的值。對于標準維氏金剛石錐體壓頭，Anstis等人建立了5=0.016±0.004的值作為校準常數(shù)，對于這些測量也使用該常數(shù)。該復合材料的硬度優(yōu)選大于25GPa且優(yōu)選為至少30GPa。使用5kg的壓入載荷測量維氏硬度。使用5次測量硬度值的平均值來確定B60復合材料樣品的性能。圖1顯示了本發(fā)明復合材料相對于現(xiàn)有技術低氧化硼材料的硬度和斷裂韌性區(qū)間的優(yōu)選下辨別閾。據認為，這些類型復合材料的韌性改善可歸因于多個因素，例如由內應力的產生引起的裂紋偏轉、發(fā)生在所產生的二次相中的止裂機制以及B60顆粒之間晶界的性能和組成的性質變化。另外，發(fā)現(xiàn)通過使用含有單獨的或者與另一種氧化物或硼化物組合的稀土金屬氧化物的二次相，增強了制備期間復合材料的有效致密化。超過理論密度的95%的致密度是可能的。特別地，獲得了98%-99%的致密度。當二次相中存在氧化物時，可在較溫和的溫度和壓力條件下實現(xiàn)致密化。氧化物的加入在化學上使非晶態(tài)晶界穩(wěn)定，并且使復合材料更加抗磨損。這種非晶態(tài)晶界產生自液相致密化期間氧化物和8203之間的反應。它們一起形成氧化物液體，該氧化物液體在冷卻期間變?yōu)椴Ａ?即氧化物非晶態(tài)晶界)。為了提高材料的抗磨損性、化學穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性，優(yōu)選晶界中8203的含量低。優(yōu)選小于60的B203/(B203+其它氧化物)摩爾比，更優(yōu)選小于30的摩爾比，且更加優(yōu)選小于20的摩爾比。本發(fā)明的復合材料可以通過如下制得提供低氧化硼顆粒或晶粒源；使該低氧化硼源與硼化物或能夠產生硼化物的化合物接觸從而產生反應物料；和燒結該反應物料從而產生低氧化硼復合材料。該方法形成本發(fā)明的另一個方面。燒結優(yōu)選在相對低的溫度和壓力下進行，即小于200MPa的壓力和不超過1950X:的溫度。優(yōu)選低壓力燒結方法例如熱壓(HP)、氣壓燒結、熱等靜壓(HIP)或放電等離子燒結(SPS)。SPS方法的特征在于非常快速的加熱和短的等溫保持時間，特別是50-400K/分鐘的加熱速率和5分鐘或更少的等溫保持時間。熱壓方法的特征在于10-20K/分鐘的加熱速率和約15-25分鐘、典型20分鐘的等溫保持時間。在燒結步驟之前可以將低氧化硼與產生二次相所必需的組分混合。作為替代，可以在燒結之前用二次相組分涂覆低氧化硼。用于二次相的組分在與低氧化硼接觸并然后燒結時可以為氧化硼形式。作為替代方案，該組分可以是在燒結處理期間可轉變?yōu)榕鸹锏难趸锘蚱渌m宜形式。用于燒結前反應物料的低氧化硼通?？蔀轭w?；蚓ЯＰ问?，并且優(yōu)選具有100nm至20微米的平均粒度且更優(yōu)選100nm至10微米的平均粒度。根據本發(fā)明的復合材料可用于切削應用和耐磨零件。還可將其壓碎成砂粒形式并且用于研磨應用。此外，該復合材料可以用于裝甲應用例如防彈裝曱、特別是護體裝甲。附圖簡述圖1是顯示本發(fā)明的B60復合材料和來自現(xiàn)有技術的相似類型材料的相對硬度和斷裂韌性值的坐標圖。圖2是由混有10重量。/。TiB2、2.0重量°/^1203和2.0重量°"203的B60制備的燒結復合材料的SEM圖像(實施例5)。9圖3是由混有4重量，03、2.0重量。Mh03的B60制備的燒結復合材料的SEM圖像，顯示了亞微米的W2Bs析出物(白色相)和部分擦去的氧化物晶界(實施例4)。圖4包含純B60和摻雜B60的熱壓樣品的5個SEM圖像(白色相是Pd2B，灰色相是B60;暗點是殘留的孔隙)。本發(fā)明實施方案的描述現(xiàn)在將通過下列實施例說明本發(fā)明。表1匯總了這些材料和它們的實測硬度及韌性性能以便進行比較。在這些實施例中，術語"二次相"和"晶界相"均得到使用。所述術語可互換地使用并且是指相同的相。對本說明書而言，"二次相"表示復合材料中除低氧化硼外的每種物質，并且可以全部或部分地是晶態(tài)或非晶態(tài)，且可以包括多于一種的熱力學相。實施例1使用射流磨機碾磨B60起始粉末。碾磨后的平均顆粒尺寸為2.3jam。將碾磨的B60粉末與2重量°"1203(包括來自氧化鋁球的磨損)、2重量°"203、2重量。/flZr02(即用3摩爾氧化釔加以穩(wěn)定的TZP)和0.53重量。/。MgO在異丙醇中混合并且利用磨碎機用Ah03球碾磨6小時。在無103添加的情況下制備第二種樣品。使用旋轉蒸發(fā)器干燥碾磨的混合物并然后將其置于涂有六方BN的石墨模中，在氬氣氛下使用SPS方法以50K/分鐘的加熱速率和5分鐘的保持時間進行燒結。制得包含低氧化硼顆粒的充分致密化的復合材料，二次相均勻地分散在該復合材料內。在含有Y203的樣品中，形成了ZrB2和ZrB12,以及非晶態(tài)的晶界。在沒有Y力3加入的樣品中，通過XRD檢測到含A118B4033的另外晶態(tài)相。MgO與剩余B203和一些A1203一起形成非晶態(tài)的晶界相。這種非晶態(tài)晶界相比僅用Al2()3形成的那種(Shabalala)更為穩(wěn)定。沒有觀測到微孔形成的典型特征，從而產生較高的硬度值。Zr02轉變?yōu)?0ZrB2且部分轉變?yōu)閆rB12。必須提及的是，ZrB12的峰相比于標準值發(fā)生稍微偏移，表明可能存在一些溶解在晶格中的釔或鋁。拋光樣品的橫截面并然后用維氏壓痕計測試硬度和斷裂韌性。發(fā)現(xiàn)在0.4kg載荷下硬度為約36.9GPa，且斷裂韌性為約4MPa.m。5。實施例2-4使用與實施例7中所述相同的條件制備低氧化硼復合材料，不同之處在于分別用Hf02、冊3和TiB2按表1中提供的比例替代Zr02。在1850匸和1900'C下進行致密化。在1850。C下，觀測到的密度為96-98%。在1900。C下，觀測到的密度大于98%。在實施例8中，對于兩種溫度觀測到相同的密度，表明添加Zr02時的致密化行為稍微優(yōu)于添加Hf02或W03時所獲得的致密化行為。在所述樣品中，還形成了AlwB力33和硼化物。沒有如Shabalala等(WO2007/029102和[9])中那樣形成微孔結構，從而顯示出更為穩(wěn)定的晶界相。除氧化物相外，在所有實施例中還形成了硼化物(HfB2，W2B5，其是具有均質范圍的組合物并且有時也被稱作WB2—因為沒有進行晶格常數(shù)的詳細測定，因此W2Bs和WB2作為等效物使用)。實施例5-7使用與實施例1中所述相同的條件制備低氧化硼復合材料，不同之處在于將碾磨的粉末在實施例5中與101HB2混合或者在實施例6中與5。/。TiH2和2%A1203(包括碾磨期間氧化鋁的磨損)混合。實施例7中的復合材料以B和Ti02開始通過直接反應燒結制得。表1中給出了材料、密度、相組成和性能。這些數(shù)據顯示添加丫203"1203顯著提高致密化。對于具有所述添加物的組合物，在1850。C下可完成致密化，而在該溫度下僅可將純B60粉末致密化到理論密度的95%。在低50-10(TC的溫度下可達到與純材料相同的密度。對于具有￥203"1203添加物的材料，在1350-1370。C開始快速致密化，而純材料的致密化僅在1450t:下開始。添加有￥203/^1203的材料的顯微組織揭示存在這樣的液體，因為沒有發(fā)現(xiàn)晶態(tài)晶界相(二次相)。SEM圖顯示丫203〃1203添加物在三聯(lián)點(triplejunction)中的均勻分布。不能夠測定材料的粒度，但由SEM顯微照片可推斷出粒度小于1jim，即沒有晶粒生長發(fā)生。向860+￥203〃1203的組合物中添加10重量。/。TiB2沒有改變致密化行為。圖3顯示了實施例10的材料的顯微組織，顯示TiB2顆粒為1-2nm并且可看到氧化物晶界。在圖4中給出了添加有W03的材料(實施例9)的顯微組織。該材料接近100°/。致密并且可看到硼化物的形成。析出的硼化物的顆粒尺寸小于1jjra。結果顯示了在無高壓力下制備致密的超硬B60材料的可能性。這些材料相比于純B60的改善的致密化與致密化期間液相的形成有關。實施例8-11根據文獻中報導的方法，由硼酸和非晶態(tài)硼粉末合成B60粉末。合成粉末的平均顆粒尺寸為1-2jim。使用PdCl2作為在B60粉末上沉淀Pd的源。將PdCl2(重量表現(xiàn)出2和5體積y。的Pd)溶解在1MHC1中并且加入B60粉末。攪拌該混合物并且使用旋轉蒸發(fā)器將其干燥。將干燥的Pd/BeO粉末放入氧化鋁舟皿中并且置于管式爐中。將該爐加熱至400。C并且持續(xù)1小時以便將PdCh分解為Pd。將該爐冷卻到室溫。對于所有熱壓實驗使用單軸熱壓。在氬氣氛中進行熱壓。對于熱壓使用hBN柱塞和具有hBN嵌體的石墨模。制備具有18mm直徑和3-4mm高度的樣品。在至多1900'C的溫度和50MPa的壓力下熱壓Pd/B60粉末。表1中給出了樣品的組成和壓實參數(shù)。圖4包括純B60和摻雜B60熱壓樣品的5個SEM圖像。首先在50MPa壓力下于1600。C對摻雜有5體積。/。Pd的B60進行熱壓30分鐘。這種樣品(16B605Pd)具有26.7%的開放孔隙率和1.75g/cm3的密度。高的孔隙率在SEM中是明顯的。由于非常低的密度，沒有測量力學性能。在1900'C下熱壓的樣品(19B605Pd)-所獲得密度達到了理論密度。還觀測到晶粒生長。相分析主要顯示了作為晶界相(二次相)的Pd2B。在所有其它Pd/B60熱壓樣品中觀測到相同的硼化物相。在1900'C下對于Pd/B60熱壓樣品記錄到22.5GPa的硬度，這比純B60的硬度低很多。然而，獲得非常高的斷裂韌性(13.5MPa.m。'"。由于增加的晶粒生長，具有2體積。/。Pd時燒結溫度降低。在1750'C下燒結20分鐘也沒有產生充分致密的樣品，但好于在1600'C下燒結的具有5體積。/4Pd的樣品(見表1)。高的孔隙率(7.3%)在SEM圖像中是明顯的。在1800'C下熱壓產生接近完全致密的材料。對于這種樣品記錄到了28GPa的硬度Hvs和5.1MPa.m°'5的斷裂韌性。這些值比在1750匸下燒結的樣品175B602Pd所獲得的值更高。材料的密度顯示在1750'C-1900'C的溫度發(fā)生致密化。在1750。C和1900。C下致密化的這兩個樣品顯示出一些殘余孔隙。在致密化期間，甚至在低至1600"C的溫度下形成Pd2B。這證明Pd與860反應形成含硼液體相(Pd2B的熔點是994'C)。然而，僅在高于1600-n00'C的溫度下發(fā)生致密化。樣品的SEM圖像表明，原因可能是(至少在低溫下的)稍微不充分的潤濕。熱壓溫度(1800-1900匸)下的強烈晶粒生長表明至少在較高的溫度下B60存在于所形成的液體中的溶解性，這有助于燒結，因為其將可制備致密樣品的溫度降低了約IOO'C。如在XRD圖案中可見，所形成的液體在冷卻期間再結晶從而在晶界處形成Pd2B。對于19B力5Pd所記錄到的硬度值低于18B602Pd樣品的硬度值。減少Pd2B的量并且降低燒結溫度改善了硬度(表l)。還應著重指出的是，可使用5kg載荷進行硬度測量。除Shabalala使用0.5kg和5kg載荷報導硬度值之外，文獻中使用最大200g載荷進行就B60復合材料所報導的值。就19B605Pd所獲得的斷裂韌性非常高(13.5MPa.m。5)。然而，硬度降至22GPa。Pd含量的降低強烈地提高硬度，但是還降低斷裂韌性。13實施例12-22根據文獻[7]中報導的方法，由硼酸和非晶態(tài)硼粉末合成B60粉末。該合成粉末的平均顆粒尺寸為1-2nm。在磨碎機中使用鋼球碾磨B60粉末直到獲得500nm的平均顆粒尺寸。通過用HC1洗滌除去來自鋼球的污染物。隨后按表1中所示的比例加入Fe和Cr、Fe、FeO、FeB、Ni、NiO、NiB、Cr、Cr03、CrB2、以及Co的添加物。對于所有熱壓實驗使用單軸熱壓。在氬氣氛中進行熱壓。制備具有18mm直徑和3-4mm高度的樣品。在表1中所示的條件下燒結所述混合物。能夠在1850'C下獲得高的密度。結果顯示了在無高壓力下制備致密的超硬860材料的可能性。表1中給出了所得陶乾中存在的相以及測得的性質。二次相均勻地分布在B60基質中。粒度為l-5微米不等。在實施例12中沒有檢測到除B^以外的晶態(tài)相(這可能是由低于檢測極限的濃度所致)。與起始組成(即氧化物、金屬或硼化物)無關，F(xiàn)e、Co、Ni和Pd添加物在二次相中形成了硼化物。這些硼化物在燒結條件下是液體，并且這種金屬液體加速致密化行為。在冷卻期間，硼化物從熔體中結晶出。這些硼化物不如TiB2硬且因此這些加入物的量優(yōu)選最小，優(yōu)選為1-2體積％。如果組成中另外存在穩(wěn)定的氧化物，這樣的氧化物形成分離的氧化物熔體，這可正面地有助于硬度和致密化。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>"尋自Shabalala等(WO2007/029102)的參照和現(xiàn)有技術樣品的數(shù)據"以O.4Kg載荷測得參考文獻1.H.Hubert,L.Garvie，B.Devouard,P.Buseck，W.PetuskeyMcMillan,Chem.Mater.;10;(1998);1530-15372.H.Itoh，I.Maekawa,H.Iwahara，J.Soc.Mat.Sci.，Japan;47(10);(1998);1000-10053.R.RPetrak，R.Ruh，G.R.Atkins，Cer.Bull.;53(8);(1974);569-5734.R.Sasai，H.Fukatsu，T.Kojima，andH.Itoh，J.Mater.Sci.;36;(2001);5339-53435.H.Itoh，I.Maekawa，andH.Iwahara;J.Mater.Sci.;35;(2000);693-6986.H.Itoh，R.Yamamoto,andH.Iwahara;J.Am.Ceram.Soc.;83(3);(2000);501-5067.T.C.Shabalala,D.S.Mclachlan,I.J.Sigalas，M.Herrmann;AdvancesinSciandTech.;45;(2006);1745-17508.G.Anstis，P.Chantikul，B.LawnandD.Marshall;"Acriticalevaluationindentationtechniquesformeasuringfracturetoughness:I，Directcrackmeasurements",J.Am.Ceram.Soc.;64;(1981);533-5389.He,D.，Zhao,Y.，Daemen，L.，Qian，J.，Shen,T.D.&Zerda，T.W.Boronsuboxide:Ashardascubicboronnitride,Appl.Phys.Lett.Vol.81，4，643-645(2002)10.A.Andrews,M.Herrmann,T.C.Shabalala,andI.Sigalas,"Liquidphaseassistedhotpressingofboronsuboxidematerials",J.Europ.Ceram.Soc.28,1613-1621(2008)11.H.-J.Kleebe，S.Uuterbach，T.C.Shabalala,M.HerrmannandI.J.Sigalas,"B60:ACorrelationBetweenMechanicalPropertiesandMicrostructureEvolutionUponA1203AdditionDuringHot-Pressing"，J.Amer.Ceram.Soc.，91[2]569-575(2008))12.RutzH.L.，DayD.E.andSpencerC.F.，J.Am.Ceram.Soc.，1990,vol.73，No.6，1788。權利要求1.包含低氧化硼和二次相的低氧化硼復合材料，其中所述二次相含有硼化物。2.根據權利要求1的復合材料，其中所述硼化物選自周期表的第4至第8族過渡金屬的硼化物。3.根據權利要求2的復合材料，其中所述硼化物選自鐵、鈷、鎳、鈦、鴒、鉿、鉭、鋯、錸、鉬和鉻的硼化物。4.根據權利要求2的復合材料，其中所述硼化物是鉑族金屬硼化物。5.根據權利要求4的復合材料，其中所述鉑族金屬硼化物是硼化4巴。6.根據前述權利要求中任一項的復合材料，其中所述硼化物是硬質硼化物并且存在量是復合材料的至多50體積％。7.根據權利要求6的復合材料，其中所述硼化物選自ZrB2、HfB2、W2B5、Mo2B5、CrB2、TiB2、ReB2、TaBs和翻2。8.根據權利要求1至5中任一項的復合材料，其中所述硼化物的存在量是至多10體積％。9.根據權利要求8的復合材料，其中所述硼化物選自鎳、鈷、鐵、錳、鈀和賴的硼化物。10.根據前述權利要求中任一項的復合材料，其中所述二次相還含有一種或多種氧化物。11.根據權利要求10的復合材料，其中所述氧化物是稀土金屬氧化物。12.根據權利要求11的復合材料，其中所述稀土金屬氧化物選自鈧、4乙和鑭系元素的氧化物。13.根據權利要求12的復合材料，其中所述稀土金屬氧化物是氧化釔。14.根據權利要求10的復合材料，其中所述氧化物是周期表的IA、IIA、IIIA和IVA族元素的氧化物。15.根據權利要求14的復合材料，其中所述另外氧化物選自A1203、Si02、Mg0、Ca0、Ba0和Sr0。16.根據權利要求10至15中任一項的復合材料，其中所述二次相含有氧化物的混合物。17.根據前述權利要求中任一項的復合材料，其中所述低氧化硼是顆粒狀或晶粒狀的低氧化硼。18.根據前述權利要求中任一項的復合材料，其中所述低氧化硼顆?；蚓Я５钠骄６葹?00nm-100nm。19.根據權利要求18的復合材料，其中所述低氧化硼顆?；蚓Я５钠骄６葹?00nm-10jam。20.根據前述權利要求中任一項的復合材料，其中復合材料的斷裂韌性大于3.5MPa.m°5。21.根據前述權利要求中任一項的復合材料，其中復合材料的硬度大于25GPa。22.制備根據前述權利要求中任一項的低氧化硼復合材料的方法，該方法包括下面步驟提供低氧化硼源；使該低氧化硼源與硼化物或能夠產生硼化物的化合物接觸，從而產生反應物料；和燒結該反應物料從而產生低氧化硼復合材料。23.根據權利要求22的方法，其中在小于200MPa的壓力和不超過1950'C的溫度下燒結反應物料。24.根據權利要求22的方法，其中通過50-400K/分鐘的加熱速率和5分鐘或更少的等溫保持時間燒結反應物料。25.根據權利要求22的方法，其中通過8-10K/分鐘的加熱速率和15-25分鐘的等溫保持時間燒結反應物料。26.根據權利要求22至25中任一項的方法，其中通過混合進行低氧化硼與硼化物或化合物的接觸。全文摘要本發(fā)明提供了包含低氧化硼和二次相的低氧化硼復合材料，其中所述二次相含有硼化物。所述硼化物可以選自周期表的第4至第8族的過渡金屬的硼化物。特別地，所述硼化物可以選自鐵、鈷、鎳、鈦、鎢、鉿、鉭、鋯、錸、鉬或鉻的硼化物。所述硼化物還可以是鉑族金屬硼化物，優(yōu)選是硼化鈀。所述二次相還可含有一種或多種氧化物。文檔編號C04B35/01GK101668716SQ200880013491公開日2010年3月10日申請日期2008年4月24日優(yōu)先權日2007年4月26日發(fā)明者A·安德魯斯,D·S·麥克拉克蘭,I·西格拉斯,M·赫爾曼申請人:六號元素(產品)(控股)公司