概述
硼化铪(HfB2)作为超高温导电陶瓷材料，具有高熔点，高电导率等优异特性。其熔点超高，能够达到3380℃，还具有高弹性模量与耐腐蚀性，是优异的超高温结构材料[1-2]。一般情况下，商售硼化铪表现为灰色至灰黑色粉末，化学性质稳定。
合成工艺
硼化铪可以通过以下几种方法合成：
方法一
采用碳热还原法，在氩气气氛下，1750℃保温1h制备出硼化铪粉体，反应物HfO2， B2O3和C的物质的量比为1:1:10，其中HfO2以凝胶形式加入，C分别以活性炭和碳纤维形式 加入，聚乙二醇(PEG)作分散剂，乙醇作为混合介质。通过该方法，用活性炭作为还原剂制备硼化铪，颗粒细小，均匀，平均粒径5μm，粒子为球形[3]。
方法二
将HfCl4，H3BO3，酚醛树脂分别溶于无水乙醇中，将制得的醇溶液混合后滴入浓氨水调pH值至4-4.5使溶液转变为溶胶，并最终形成凝胶。将凝胶置于烘箱中60-100℃烘干20-30小时后，得到干凝胶，将干凝胶球磨后再经1400-1800℃高温热处理得到纯度较高的硼化铪粉体[4]。
应用
硼化铪作为一种具有耐高温、抗氧化有良好的化学稳定性的材料，主要用于制作超高温陶瓷热防护系统，同时也可应用在传感器、超级电容器等领域[5]。
例如，文献报道了一种制备高致密度硼化铪陶瓷的方法。将硼化铪粉末经过高能球磨，酸洗，真空处理与高熔点包裹材料封装预压后，在3~15GPa，600~2000℃的条件下直接烧结成高致密度二硼化铪陶瓷。该发明首次利用高温高压方法制备出了具有良好结晶形态和显微结构的高致密度的纯相硼化铪块体材料，其晶粒尺寸小，结晶度高，致密度高，结构稳定的特点以及较高的硬度和优良的断裂韧性。因其制备工艺简单且具有高熔点，高强度，高硬度，高韧性和高抗氧化性，正在发展成为一种新型的高温结构陶瓷材料，可以作为飞机发动机耐高温部件的候选材料，亦可发展为一种新型的硬质合金，可以替代碳化钨硬质合金刀具，广泛应用于机械切削领域[6]。
合金领域还公开了一种铝锂合金材料的制备方法。该材料的组分如下：铝粉40-50份，铜粉45-55份，纳米氧化铜10-16份，高耐磨炭黑4-9份，碱式碳酸镍10-14份，助剂2-4份，碘化亚铜8-15份，铬粉6-9份，硼化铪1-6份，三氧化二锡2-5份，氧化锂11-15份，其中助剂由水解聚马来酸酐，高铁酸钠，氟化钠按照重量比3:5:24组成的。该发明方法制备得到的铝锂合金材料具有较好强，硬度，性能优异，抗磨损，耐热性能好，可在高负荷，高温条件等苛刻的条件下工作，可大规模生产，值得推广[7]。
有关研究
目前国内外对于硼化铪的研究主要集中在耐高温，抗氧化，抗热震，耐腐蚀，抗烧蚀等性能，而在红外隐身材料领域研究鲜有报道。研究人员以硼化铪薄膜为研究对象，围绕薄膜的制备工艺，导电性能与红外辐射特性开展相关研究工作[8]。研究内容如下：
（1）以硼化铪第一性原理计算为基础，结合Drude-Lorentz色散模型对硼化铪材料的红外低发射率特性进行探究。使用MaterialsStudio软件模拟硼化铪晶体的电子结构和光学性质。对其能带结构和态密度进行计算得出硼化铪具有类金属导电性。对硼化铪晶体在(100)和(001)方向的复介电函数，复折射率，反射函数等进行计算发现硼化铪晶体表现出强反射特性和各向异性。结合Drude-Lorentz色散模型，在红外低能量区域对硼化铪材料的等离子体频率与阻尼因子进行调控，发现提高自由电子浓度和降低电子散射可以降低该材料的红外发射率。
（2）研究溅射功率，薄膜厚度对硼化铪薄膜红外辐射性能的影响。通过调控薄膜的电阻率，可以降低薄膜的发射率，制备的硼化铪薄膜平均发射率为0.15，表现出了较为优异的低发射率特性。
（3）研究了Si基底粗糙度对不同厚度的硼化铪薄膜的红外辐射性能的影响。发现随着粗糙度的增加，薄膜在保持低红外发射率(<0.28)的同时，镜面反射率由0.85降低至0.36(λ=10.6μm)。在实现红外低发射的同时兼具红外低镜面反射，有望应用于红外/激光兼容隐身。
参考文献
[1]张文婷,电子科学与技术.硼化铪薄膜的制备与红外辐射特性研究[D].电子科技大学.
[2]王可.LaB6[100]-HfB2复合材料的制备与性能研究[D].合肥工业大学,2023.
[3]魏春城,田贵山,孟凡涛,等.硼化铪粉体的制备与表征[J].硅酸盐通报, 2009, 28(1):4.DOI:CNKI:SUN:GSYT.0.2009-01-026.
[4]李贺军,姚栋嘉,李克智,等.一种硼化铪HfB2抗烧蚀粉体的制备方法:CN201210015873.0[P].
[5]张东昊.硼化铪的结晶过程及合成工艺研究[D].华北电力大学(北京),2024.DOI:10.27140/d.cnki.ghbbu.2024.000524.
[6]彭放,梁浩.一种制备高致密度二硼化铪陶瓷的方法:CN201810412834.1[P].
[7]刘晓东,刘莉,王爽,等.一种铝锂合金材料的制备方法:CN201710456465.1[P].
[8]张文婷,电子科学与技术.硼化铪薄膜的制备与红外辐射特性研究[D].电子科技大学.