與一硼化鎢（BW）、硼化二鎢（BW2）、二硼化鎢（WB2）和五硼化二鎢（W2B5）一樣，四硼化鎢（WB4）也是由過渡金屬鎢（W）元素和非金屬硼（B）元素組合成的一種無機(jī)化合物，具有出色的機(jī)械性能和電學(xué)性能，因而在機(jī)械加工、極端條件下電極制備等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。由于鎢原子和硼原子的比例不同，所以不同硼化鎢的理化性質(zhì)、生產(chǎn)方法和用途等方面也存在一定的區(qū)別。下面主要介紹的是WB4的基本信息。
四硼化鎢圖片
從概念上來看，四硼化鎢是由1個(gè)鎢原子和4個(gè)確原子組成的一種黑色粉末，是一種新型的超硬材料，英文名Tungsten Tetraborate，化學(xué)式WB4，相對分子量為227.85。
從物理化學(xué)性質(zhì)上來看，WB4的外觀為黑色粉末狀，具有高硬度、低導(dǎo)電率、耐高溫、抗磨損、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和能在常壓下合成等優(yōu)點(diǎn)。不過，在高于1000℃下，WB4仍會(huì)分解成硬度較低的WB2，從而降低力學(xué)性能。
為了進(jìn)一步提高WB4的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能，研究者便向純WB4中添加鉭（Ta）、鉬（Mo）或鉻（Cr）等元素。研究表明，Ta摻雜可以有效提升WB4的熱穩(wěn)定性和抗氧化性，如在1500℃下，與未摻雜樣品相比，Ta摻雜樣品的WB4含量提升了97%，且Ta摻雜使得WB4的氧化溫度由420℃提升至了460℃。Mo摻雜可以有效提升WB4的硬度，幷改善不均勻性，其強(qiáng)化機(jī)制為Mo取代硼三聚體改變電子結(jié)構(gòu)。
中鎢在線鎢粉圖片
從生產(chǎn)工藝上來看，WB4的生產(chǎn)步驟為將一定量的鎢粉和無定型硼粉進(jìn)行混合均勻，然后球磨，冷等靜壓壓制，最后燒結(jié)即可。
從用途上來看，WB4可以作為陶瓷粉體，用于民用建筑涂料，固體工業(yè)涂料，卷鋼涂料和底漆等；可以作為金剛石的代替材料制作各類切割工具。
