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Synthesis, crystal structure, and properties of stoichiometric hard tungsten tetraboride, WB₄

Titelangaben

Bykova, Elena ; Ovsyannikov, Sergey V. ; Bykov, Maxim ; Yin, Yuqing ; Fedotenko, Timofey ; Holz, Hendrik ; Gabel, Stefan ; Merle, Benoit ; Chariton, Stella ; Prakapenka, Vitali B. ; Dubrovinskaia, Natalia ; Goncharov, Alexander F. ; Dubrovinsky, Leonid:
Synthesis, crystal structure, and properties of stoichiometric hard tungsten tetraboride, WB₄.
In: Journal of Materials Chemistry A. Bd. 10 (2022) Heft 37 . - S. 20111-20120.
ISSN 2050-7496
DOI: https://doi.org/10.1039/D2TA02268K

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Abstract

Tungsten tetraboride has been known so far as a non-stoichiometric compound with a variable composition (e.g. WB4−x, WB4+x). Its mechanical properties could exceed those of hard tungsten carbide, which is widely used nowadays in science and technology. The existence of stoichiometric WB4 has not been proven yet, and its structure and crystal chemistry remain debatable to date. Here we report the synthesis of single crystals of the stoichiometric WB4 phase under high-pressure high-temperature conditions. The crystal structure of WB4 was determined using synchrotron single-crystal X-ray diffraction. In situ high-pressure compressibility measurements show that the bulk modulus of WB4 is 238.6(2) GPa for B′ = 5.6(0). Measurements of mechanical properties of bulk polycrystalline sub-millimeter size samples under ambient conditions reveal a hardness of ∼36 GPa, confirming that the material falls in the category of superhard materials.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Fachgruppe Materialwissenschaften > Lehrstuhl Kristallographie
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Fachgruppe Materialwissenschaften > Professur Materialphysik und Technologie bei extremen Bedingungen
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Fachgruppe Materialwissenschaften > Professur Materialphysik und Technologie bei extremen Bedingungen > Professur Materialphysik und Technologie bei extremen Bedingungen - Univ.-Prof. Dr. Natalia Doubrovinckaia
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Fachgruppe Materialwissenschaften
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Eingestellt am: 16 Sep 2022 06:58
Letzte Änderung: 07 Dec 2022 11:48
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/71846