Российские ученые синтезировали и исследовали кристаллическую структуру и свойства борида вольфрама WB_5-x. Механические свойства материала оказались ненамного хуже расчетных значений, что делает эти материалы перспективными для использования в областях техники, где необходимы твердые и термостойкие материалы.

Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Science.

Для некоторых задач — например, для продолжительного бурения, — твердости алмаза оказывается недостаточно. Более прочным и термостойким материалом может оказаться борид вольфрама. В середине прошлого века ученые сообщили о синтезе тетраборида вольфрама WB₄, который содержал в себе множество фаз с различными стехиометрическими соотношениями атомов и кристаллическими структурами.

Многие последующие работы по исследованию таких соединений давали очень разные теоретические и практические результаты. Недавние теоретические расчеты с использованием алгоритма USPEX, который успешно проявил себя в описании свойств и кристаллических структур соединений, сложных для синтеза, предсказали возможность существования стабильного пентаборида WB₅.

Синтезировать кристалл борида вольфрама одной фазы с заданной стехиометрией (соотношением атомов в кристаллической решетке) очень сложно из-за проявления этим материалом полисоматизма — склонности к образованию структур с несколькими фазами. Более того, определение точного положения атомов бора в кристаллической решетке методом рентгеноструктурного анализа затруднено в силу большой разницы в атомных массах бора и вольфрама. Поэтому до сих пор изучение кристаллической структуры высших боридов вольфрама оставалось сложной задачей.

Александр Квашнин (Alexander G. Kvashnin) с коллегами из Сколковского института науки и технологий синтезировали борид вольфрама и исследовали его кристаллическую структуру и механические свойства.