硼化钽（Tantalum Boride）是钽与硼形成的超高温陶瓷，主流相为TaB（正交晶系）与TaB₂（六方晶系，AlB₂型），兼具超高熔点、超硬耐磨、金属导电、极端耐蚀，是航空航天热端部件、核聚变装置、硬质涂层与核工业的核心材料。

基本信息（TaB₂为主）

• 化学式：TaB₂（分子量202.57）；TaB（分子量191.76）

• CAS：TaB₂ 12007-35-1；TaB 12007-07-7

• 外观：TaB₂灰黑色金属光泽粉末；TaB灰色正交晶体

• 纯度：常规≥99.0%，高纯≥99.5%，超细≥99.9%

• 晶型：TaB₂（六方，P6/mmm）；TaB（正交，Cmcm）

核心特性（官网口径）

• 超高温稳定：TaB₂熔点3040–3140℃，TaB熔点2040℃，800℃以下抗氧化

• 超硬耐磨：维氏硬度28–32 GPa（≈2800–3200 HV），莫氏硬度8.5+

• 金属导电：室温电阻率10–15 μΩ·cm，热导率110–120 W/(m·K)

• 极端耐蚀：耐强酸、强碱、熔融金属，抗铝液侵蚀速率＜0.01mm/h@1000℃

• 高温高强：1800℃抗弯强度＞800MPa，热膨胀低、抗热震强

典型应用

• 航空航天：高超音速飞行器、火箭发动机热端部件、超高温陶瓷基复合材料

• 核工业/能源：核聚变装置第一壁、核废料处理、耐辐照涂层、高温电极

• 硬质涂层：刀具、模具、轴承、喷砂嘴、耐磨切削工具

• 电子/靶材：溅射靶材、高温导电薄膜、微电子扩散阻挡层

• 金属陶瓷：与TiC、Si₃N₄复合，提升高温硬度与韧性

元素分析（理论+实测范围）

1. 理论元素组成（wt%）

• TaB₂：钽（Ta）90.75%，硼（B）9.25%

• TaB：钽（Ta）95.29%，硼（B）4.71%

2. 高纯TaB₂实测指标（99.5%级，典型值）

• Ta：90.4–91.0%

• B：9.0–9.5%

• 杂质（≤）：O 0.3%、C 0.10%、Fe 0.05%、Si 0.05%、其他金属 0.10%

3. 工业级TaB₂成分（98%级，参考）

• TaB₂：≥98%

• 游离B：＜0.4%

• Ta₂O₅：＜0.5%

• 游离C：＜0.3%

物理性能总表（室温，致密烧结体）

性能 TaB₂（典型值） TaB（典型值） 备注 

密度 11.20 g/cm³ 14.20 g/cm³ 理论值 

熔点 3040–3140℃ 2040℃ 常压 

维氏硬度 28–32 GPa 22–26 GPa 载荷0.5–1 kgf 

莫氏硬度 8.5+ 8+ 超硬梯队 

杨氏模量 500–540 GPa 450–490 GPa 超高刚性 

室温电阻率 10–15 μΩ·cm 80–100 μΩ·cm 类金属导电 

热导率 110–120 W/(m·K) 40–50 W/(m·K) 随纯度升高 

线膨胀系数 6.5–7.2×10⁻⁶ /K 7.5×10⁻⁶ /K 25–1200℃ 

抗弯强度 450–550 MPa 380–480 MPa 三点弯曲 

断裂韧性 4.5–5.5 MPa·m¹/² 4.0–5.0 MPa·m¹/² 优于普通陶瓷 

性能简析（关键优势）

1. 超高温稳定+超硬耐磨：TaB₂熔点超3000℃、硬度28–32 GPa，800℃抗氧化，性能领先NbB₂/ZrB₂，适配极端高温场景。

2. 高密高强+导电耐蚀：密度11.2 g/cm³，兼顾高温强度与耐磨性；金属导电+极端耐蚀，适配核工业、电极与涂层。

3. 热稳定性优异：热膨胀系数低（6.5–7.2×10⁻⁶/K），抗热震强，1500℃仍保持高硬度与强度，适配热循环工况。