硼化钨（Tungsten Boride）是钨与硼形成的超硬耐火陶瓷，主流相为WB（一硼化钨）、WB₂（二硼化钨，六方AlB₂型）、W₂B₅（五硼化二钨），兼具超高硬度、高熔点、金属导电、耐蚀耐磨、中子屏蔽，是硬质刀具、耐磨涂层、高温电极与核屏蔽材料的核心原料。

基本信息（主流相）

• 化学式：WB（194.65）、WB₂（205.47）、W₂B₅（428.79）

• CAS：WB 12007-09-9；WB₂ 12007-10-2；W₂B₅ 12007-98-6

• 外观：黑灰色金属光泽粉末；WB六方晶，WB₂六方晶，W₂B₅正交晶

• 纯度：工业级≥98%，高纯≥99.5%，超细≥99.9%

• 晶型：WB（四方/正交）、WB₂（六方，P6/mmm）、W₂B₅（正交）

核心特性（官网口径）

• 超硬耐磨：维氏硬度36–41 GPa（≈3600–4100 HV），超碳化钨（22–30 GPa），莫氏硬度9+

• 高熔点稳定：WB熔点2660℃，WB₂2365℃，W₂B₅2670℃；长期800℃抗氧化，短时耐1200℃

• 金属导电导热：室温电阻率10–30 μΩ·cm，电导率5.3×10⁴ S/cm（近铝青铜），热导率20–40 W/(m·K)

• 耐蚀与屏蔽：耐强酸/强碱/熔融金属；中子+γ射线综合屏蔽，核工业优选

• 高密高强：密度15.2–15.3 g/cm³，高温强度保持率高，适配重载耐磨件

典型应用

• 硬质工具：高端切削刀具、模具、轴承、喷砂嘴、耐磨轧辊

• 耐磨涂层：航空发动机部件、汽车活塞环、机械密封件

• 高温/电子：高温电极、溅射靶材、导电薄膜、电子扩散阻挡层

• 核工业：核废料容器、中子吸收/屏蔽材料、耐辐照涂层

• 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%）

• WB：钨（W）92.90%，硼（B）7.10%

• WB₂：钨（W）88.50%，硼（B）11.50%

• W₂B₅：钨（W）85.80%，硼（B）14.20%

2. 高纯WB₂实测指标（99.5%级，典型值）

• W：88.2–88.8%

• B：11.2–11.8%

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

3. 工业级WB₂成分（98%级，参考）

• WB₂：≥98%

• 游离B：＜0.4%

• WO₃：＜0.5%

• 游离C：＜0.3%

物理性能总表（室温，致密烧结体）

性能 WB（典型值） WB₂（典型值） W₂B₅（典型值） 备注 

密度（g/cm³） 15.2 10.77 15.3 理论值 

熔点（℃） 2660 2365 2670 常压 

维氏硬度（GPa） 36–41 20–25 30–35 载荷0.5–1 kgf 

莫氏硬度 9+ 8.5+ 9+ 超硬梯队 

杨氏模量（GPa） 550–600 450–500 500–550 超高刚性 

室温电阻率（μΩ·cm） 10–20 20–30 15–25 类金属导电 

热导率（W/(m·K)） 30–40 20–30 25–35 随纯度升高 

线膨胀系数（×10⁻⁶/K） 7.0–7.5 7.5–8.0 7.2–7.8 25–1200℃ 

抗弯强度（MPa） 400–500 350–450 380–480 三点弯曲 

断裂韧性（MPa·m¹/²） 4.0–5.0 3.5–4.5 3.8–4.8 优于普通陶瓷 

性能简析（关键优势）

1. 超硬+高熔点：WB硬度36–41 GPa、熔点2660℃，远超碳化钨，适配极端耐磨高温场景。

2. 高密度+屏蔽性：密度15.2 g/cm³，兼具中子与γ射线屏蔽，核工业不可替代。

3. 导电耐蚀+热稳：金属导电、耐强酸强碱，热膨胀低、抗热震强，适配电极与热循环工况。