特開2022-106712 | 知財ポータル「IP Force」

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

青山学院大学 (神奈川県相模原市中央区淵野辺)

▶ スーパ−メタリクス，インコーポレイテッド．の特許一覧 ▶ ザ　リージェンツ　オブ　ザ　ユニバーシティ　オブ　カリフォルニアの特許一覧

特開2022-106712四ホウ化タングステンの結合材組成物及びそれらの研磨方法

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

目に優しい文字サイズ小中大 PDF Top

< >

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022106712

(43)【公開日】2022-07-20

(54)【発明の名称】四ホウ化タングステンの結合材組成物及びそれらの研磨方法

(51)【国際特許分類】

C22C 29/14 20060101AFI20220712BHJP

C22C 32/00 20060101ALI20220712BHJP

B22F 1/00 20220101ALI20220712BHJP

C22C 1/05 20060101ALI20220712BHJP

B22F 3/14 20060101ALI20220712BHJP

B22F 3/15 20060101ALI20220712BHJP

C04B 35/58 20060101ALI20220712BHJP

B23B 27/14 20060101ALI20220712BHJP

C22C 9/06 20060101ALI20220712BHJP

【ＦＩ】

C22C29/14 Z

C22C32/00 Z

B22F1/00 Q

C22C1/05 K

B22F3/14 101B

B22F3/15 M

C04B35/58 064

C04B35/58 092

B23B27/14 B

C22C9/06

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022056936

(22)【出願日】2022-03-30

(62)【分割の表示】P 2018536786の分割

【原出願日】2017-01-25

(31)【優先権主張番号】62/286,865

(32)【優先日】2016-01-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】518245537

【氏名又は名称】スーパ－メタリクス，インコーポレイテッド．

(71)【出願人】

【識別番号】508255090

【氏名又は名称】ザリージェンツオブザユニバーシティオブカリフォルニア

(74)【代理人】

【識別番号】100072604

【弁理士】

【氏名又は名称】有我軍一郎

(72)【発明者】

【氏名】カヴァノー，ジャック

(72)【発明者】

【氏名】ケイナー，リチャードビー．

(72)【発明者】

【氏名】ターナー，クリス

(72)【発明者】

【氏名】アコポフ，ゲオールギー

(57)【要約】（修正有）

【課題】鉄系合金の高速切削に対して、少なくとも硬質材料の表面である、切削もしくは研磨用の表面または本体を備える工具を提供する。
【解決手段】（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎを含む組成物であって、
式中、Ｗはタングステン（Ｗ）であり、ＸはＢ、Ｂｅ及びＳｉの１種であり、ＭはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｓｃ、Ｙ及びＡｌの少なくとも１種である前記組成物と、
（ｂ）第２の式Ｔｑを含む組成物であって、
式中、Ｔは、元素の周期表の第４～１４族遷移金属元素を含む少なくとも１種の元素であり、任意選択で前記金属元素の合金を含んでいてもよく、ｑは０．００１～０．９９９である前記組成物との２種の組成物を含み、ｑとｎとの和が１である、
複合材料を使用する。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎを含む組成物であって、
式中、
Ｗはタングステン（Ｗ）であり、
Ｘはホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）及びケイ素（Ｓｉ）の１種であり、
Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、
ｘは０．００１～０．９９９であり、
ｙは少なくとも４．０であり、
ｎは０．００１～０．９９９である
前記組成物と、
（ｂ）第２の式Ｔ_ｑを含む組成物であって、
式中、
Ｔは、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素を含む少なくとも１種の元素であり、
Ｔは、任意選択で、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素の組み合わせである合金を含んでいてもよく、
ｑは０．００１～０．９９９である
前記組成物と
の２種の組成物を含み、
ｑとｎとの和が１である複合材料。

【請求項2】

ＸがＢまたはＳｉである、請求項１に記載の複合材料。

【請求項3】

ＸがＢｅまたはＳｉである、請求項１に記載の複合材料。

【請求項4】

ＸがＢである、請求項１に記載の複合材料。

【請求項5】

ＸがＢｅである、請求項１に記載の複合材料。

【請求項6】

ＸがＳｉである、請求項１に記載の複合材料。

【請求項7】

ＭがＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、及びＹの少なくとも１種を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項8】

ＭがＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、及びＣｒの少なくとも１種を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項9】

ＭがＴａ、Ｍｎ、及びＣｒの少なくとも１種を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項10】

ＭがＨｆ、Ｚｒ、及びＹの少なくとも１種を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項11】

ＭがＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｓｃ、Ｙ、及びＡｌから選択される２種以上の元素を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項12】

ＭがＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｙ、Ｔａ、及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒから選択される、請求項１～６のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項13】

ＭがＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒから選択される、請求項１～６のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項14】

ＭがＴａと、ＭｎまたはＣｒから選択される元素とを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項15】

ｘが０．００１～０．７である、請求項１に記載の複合材料。

【請求項16】

ｘが０．００１～０．４である、請求項１に記載の複合材料。

【請求項17】

ｘが０．００１～０．２である、請求項１に記載の複合材料。

【請求項18】

ｙが少なくとも４である、請求項１に記載の複合材料。

【請求項19】

ＸがＢであり、ＭがＲｅであり、ｘが少なくとも０．００１及び０．６未満である、請求項１に記載の複合材料。

【請求項20】

ＸがＢであり、ＭがＴａであり、ｘが少なくとも０．００１及び０．６未満である、請求項１に記載の複合材料。

【請求項21】

ｘが約０．０２である、請求項２０に記載の複合材料。

【請求項22】

ＸがＢであり、ＭがＭｎであり、ｘが少なくとも０．００１及び０．６未満である、請求項１に記載の複合材料。

【請求項23】

ｘが約０．０４である、請求項２２に記載の複合材料。

【請求項24】

ＸがＢであり、ＭがＣｒであり、ｘが少なくとも０．００１及び０．６未満である、請求項１に記載の複合材料。

【請求項25】

ＸがＢであり、ＭがＴａ及びＭｎを含み、ｙが少なくとも４であり、ｘが少なくとも０．００１及び０．４未満である、請求項１に記載の複合材料。

【請求項26】

Ｗ_０．９４Ｔａ_０．０２Ｍｎ_０．０４Ｂ_４を含む、請求項２５に記載の複合材料。

【請求項27】

ＸがＢであり、ＭがＴａ及びＣｒを含み、ｙが少なくとも４であり、ｘが少なくとも０．００１及び０．２未満である、請求項１に記載の複合材料。

【請求項28】

Ｗ_０．９４Ｔａ_０．０２Ｃｒ_０．０５Ｂ_４を含む、請求項２７に記載の複合材料。

【請求項29】

Ｔが、少なくとも１種の元素の周期表の第８、９、１０、１１、１２、１３または１４族元素を含む合金である、請求項１～２８のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項30】

Ｔが、２種以上の、３種以上の、４種以上の、５種以上の、もしくは６種以上の、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金である、請求項１～２８のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項31】

Ｔが、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ａｌ及びＴｉ、またはそれらの任意の組み合わせから選択される少なくとも１種の元素を含む合金である、請求項１～２８のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項32】

Ｔが、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｓｎ、Ｔａ、またはそれらの任意の組み合わせから選択される少なくとも１種の元素を含む合金である、請求項１～２８のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項33】

ＴがＣｏを含む合金である、請求項１～２８のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項34】

ＴがＦｅを含む合金である、請求項１～２８のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項35】

ＴがＮｉを含む合金である、請求項１～２８のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項36】

ＴがＳｎ含む合金である、請求項１～２８のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項37】

Ｔが、約４０ｗｔ％～約６０ｗｔ％のＣｕ、約１０ｗｔ％～約２０ｗｔ％のＣｏ、０ｗｔ％～約７ｗｔ％のＳｎ、約５ｗｔ％～約１５ｗｔ％のＮｉ、及び約１０ｗｔ％～約２０ｗｔ％のＷを含む合金である、請求項１～３６のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項38】

Ｔが、約５０ｗｔ％のＣｕ、約２０ｗｔ％のＣｏ、約５ｗｔ％のＳｎ、約１０ｗｔ％のＮｉ、及び約１５ｗｔ％のＷを含む合金である、請求項１～３７のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項39】

ｑ及びｎが重量百分率範囲である、請求項１～３８のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項40】

ｑが０．０１～０．７である、請求項１～３９のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項41】

ｑが０．１～０．３である、請求項１～３９のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項42】

ｑが、約０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、または０．５である、請求項１～３９のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項43】

ｑが０．７～０．８である、請求項１～３９のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項44】

ｎが０．０１～０．５である、請求項１～４３のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項45】

ｎが、約０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５または０．５である、請求項１～４４のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項46】

ｎが約０．２５である、請求項１～４４のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項47】

固溶体を形成する、請求項１～４６のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項48】

酸化に対して耐性である、請求項１～４７のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項49】

緻密化された複合材料である、請求項１～４８のいずれか１項に記載の複合材料。

【請求項50】

前記第１の組成物と第２の組成物とを混合し、荷重下で圧縮して未熱処理ペレットを製造し、次いで前記ペレットを高温真空炉中で暫時焼結させて、十分に緻密化された四ホウ化タングステン（ＷＢ_４）の結合材との複合材を製造する、請求項１に記載の複合材料の製造方法。

【請求項51】

前記第１の組成物と第２の組成物とを、ｉ）混合し、及びグラファイトダイ中に充填して油圧圧密化し、ｉｉ）次いでスパークプラズマ焼結炉（ＳＰＳ）、高温高圧炉（ＨＴＨＰ）または熱間静水圧圧縮機（ＨＩＰ）に装填し、十分に緻密化された四ホウ化タングステン（ＷＢ_４）の結合材との複合材を製造する、請求項１に記載の複合材料の製造方法。

【請求項52】

少なくとも硬質材料の表面である、切削もしくは研磨用の表面または本体を備える工具であって、前記硬質材料が、
（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎの組成物であり、
式中、
Ｗはタングステン（Ｗ）であり、
Ｘはホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、及びケイ素（Ｓｉ）の１種であり、
Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、
ｘは０．００１～０．９９９であり、
ｙは少なくとも２．０であり、
ｎは０．００１～０．９９９である
前記組成物と、
（ｂ）第２の式Ｔ_ｑの組成物であり、
式中、
Ｔは、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素を含む少なくとも１種の元素であり、
Ｔは、任意選択で、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素の組み合わせである合金を含んでいてもよく、
ｑは０．００１～０．９９９である
前記組成物と
の２種の組成物を含み、
ｑとｎとの和が１である前記工具。

【請求項53】

ＸがＢである、請求項５２に記載の工具。

【請求項54】

ＭがＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒの１種である、請求項５２に記載の工具。

【請求項55】

ＸがＢであり、ＭがＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒの１種である、請求項５２に記載の工具。

【請求項56】

Ｔが鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）またはニッケル（Ｎｉ）を含む少なくとも１種の元素を含む、請求項５２に記載の工具。

【請求項57】

Ｔが鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）またはニッケル（Ｎｉ）を含む１種の元素を含む、請求項５６に記載の工具。

【請求項58】

ＴがＣｏを含む合金である、請求項５２～５７のいずれか１項に記載の工具。

【請求項59】

ＴがＦｅを含む合金である、請求項５２～５７のいずれか１項に記載の工具。

【請求項60】

ＴがＮｉを含む合金である、請求項５２～５７のいずれか１項に記載の工具。

【請求項61】

ＴがＳｎを含む合金である、請求項５２～５７のいずれか１項に記載の工具。

【請求項62】

Ｔが、約４０ｗｔ％～約６０ｗｔ％のＣｕ、約１０ｗｔ％～約２０ｗｔ％のＣｏ、０ｗｔ％～約７ｗｔ％のＳｎ、約５ｗｔ％～約１５ｗｔ％のＮｉ、及び約１０ｗｔ％～約２０ｗｔ％のＷを含む合金である、請求項５２～６１のいずれか１項に記載の工具。

【請求項63】

Ｔが、約５０ｗｔ％のＣｕ、約２０ｗｔ％のＣｏ、約５ｗｔ％のＳｎ、約１０ｗｔ％のＮｉ、及び約１５ｗｔ％のＷを含む合金である、請求項５２～６２のいずれか１項に記載の工具。

【請求項64】

前記第２の組成物の重量％範囲が０．０１～０．５である、請求項５２～６３のいずれか１項に記載の工具。

【請求項65】

前記第２の組成物の重量％範囲が０．１～０．５である、請求項５２～６４のいずれか１項に記載の工具。

【請求項66】

前記第２の組成物がＣｏであり、前記第２の組成物の重量％範囲が０．１～０．５である、請求項５２～６５のいずれか１項に記載の工具。

【請求項67】

前記第１の組成物と第２の組成物とを混合し、荷重下で圧縮して未熱処理ペレットを製造し、次いで前記ペレットを高温真空炉中で暫時焼結させて、十分に緻密化された四ホウ化タングステン（ＷＢ_４）の結合材との複合材を製造する、請求項５２に係る硬質材料の製造方法。

【請求項68】

前記第１の組成物と第２の組成物とを、ｉ）混合し、及びグラファイトダイ中に充填して油圧圧密化し、ｉｉ）次いでスパークプラズマ焼結炉（ＳＰＳ）、高温高圧炉（ＨＴＨＰ）または熱間静水圧圧縮機（ＨＩＰ）に装填し、十分に緻密化された四ホウ化タングステン（ＷＢ_４）の結合材との複合材を製造する、請求項５２に係る硬質材料の製造方法。

【請求項69】

（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎを含む組成物であって、
式中、
Ｗはタングステン（Ｗ）であり、
Ｘはホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、及びケイ素（Ｓｉ）の１種であり、
Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、
ｘは０．００１～０．９９９であり、
ｙは少なくとも２．０であり、
ｎは０．００１～０．９９９である
前記組成物と、
（ｂ）第２の式（Ｍ'Ｘ'）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_２）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_４）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_６）_ｑ、もしくは（Ｍ'Ｘ'_１２）_ｑ、またはそれらの組み合わせを含む組成物であって、
式中、
Ｘ'はＢ、Ｂｅ、及びＳｉの１種であり、
Ｍ'はＨｆ、Ｚｒ、及びＹの少なくとも１種であり、
ｑは０．００１～０．９９９である
前記組成物と
の２種の組成物を含み、
ｑとｎとの和が１であり、
前記第２の組成物（ｂ）が、前記第１の組成物のエッジ部を部分的にまたは全体的に取り囲み、保護被覆として作用する複合材料。

【請求項70】

ＸがＢである、請求項６９に記載の複合材料。

【請求項71】

ＭがＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒの１種である、請求項６９に記載の複合材料。

【請求項72】

ＸがＢであり、ＭがＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒの１種である、請求項６９に記載の複合材料。

【請求項73】

Ｘ'がＢである、請求項６９に記載の複合材料。

【請求項74】

Ｍ'がＨｆ、Ｚｒ及びＹの１種である、請求項６９に記載の複合材料。

【請求項75】

少なくとも硬質材料の表面である、切削もしくは研磨用の表面または本体を備える工具であって、前記硬質材料が、
（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎを含む組成物であり、
式中、
Ｗはタングステン（Ｗ）であり、
Ｘは、ホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、及びケイ素（Ｓｉ）の１種であり、
Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、
ｘは０．００１～０．９９９であり、
ｙは少なくとも２．０であり、
ｎは０．００１～０．９９９である
前記組成物と、
（ｂ）第２の式（Ｍ'Ｘ'）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_２）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_４）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_６）_ｑ、もしくは（Ｍ'Ｘ'_１２）_ｑ、またはそれらの組み合わせを含む組成物であり、
式中、
Ｘ'はＢ、Ｂｅ、及びＳｉの１種であり、
Ｍ'はＨｆ、Ｚｒ、及びＹの少なくとも１種であり、
ｑは０．００１～０．９９９である
前記組成物と
の２種の組成物を含み、
ｑとｎとの和が１であり、
前記第２の組成物（ｂ）が、前記第１の組成物のエッジ部を部分的にまたは全体的に取り囲み、保護被覆として作用する前記工具。

【請求項76】

ＸがＢである、請求項７５に記載の工具。

【請求項77】

ＭがＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒの１種である、請求項７５に記載の工具。

【請求項78】

ＸがＢであり、ＭがＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒの１種である、請求項７５に記載の工具。

【請求項79】

ＸがＢである、請求項７５に記載の工具。

【請求項80】

Ｍ'がＨｆ、Ｚｒ及びＹの１種である、請求項７５に記載の工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

相互参照
本出願は、２０１６年１月２５日出願の米国仮出願第６２／２８６，８６５号の優先権を主張し、上記出願は参照により本明細書に援用される。

【0002】

連邦による支援を受けた研究に関する表示
本発明は、全米科学財団、材料研究部（ＮａｔｉｏｎａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ＤｉｖｉｓｉｏｎｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈ（ＤＭＲ））による契約第ＤＭＲ－１５０６８６０号の下、米国政府の支援によってなされた。政府は本発明に一定の権利を有する。

【背景技術】

【0003】

ダイヤモンドは、その優れた機械的特性、特にその＞７０ＧＰａの硬さによって、従来から研磨用途に好まれて用いられている材料である。しかし、ダイヤモンドは本質的に希少であり、高温条件と高圧条件との組み合わせが必要であるために、人工的に合成することが困難である。したがって、ダイヤモンドの工業的用途は一般にコストによって制限される。更に、ダイヤモンドは、材料表面上におけるその黒鉛化及び脆い炭化物の形成によって切削性能が低下するために、鉄系合金の高速切削に対しては望ましい選択肢ではない。

【発明の概要】

【0004】

いくつかの実施形態において、本明細書では、
（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎの組成物であって、
式中、
Ｗはタングステン（Ｗ）であり、
Ｘはホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）及びケイ素（Ｓｉ）の１種であり、
Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、
ｘは０．００１～０．９９９であり、
ｙは少なくとも２．０であり、
ｎは０．００１～０．９９９である
上記組成物と、
（ｂ）第２の式Ｔ_ｑの組成物であって、
式中、
Ｔは、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素を含む少なくとも１種の元素であり、
Ｔは、任意選択で、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素の組み合わせである合金を含んでいてもよく、
ｑは０．００１～０．９９９である
上記組成物と
の２種の組成物を含み、
ｑとｎとの和が１である複合材料が記載される。

【0005】

いくつかの実施形態において、上記第１の組成物と第２の組成物とを混合し、荷重下で圧縮して未熱処理ペレットを製造し、次いで上記ペレットを高温真空炉中で暫時焼結させて、十分に緻密化された四ホウ化タングステン（ＷＢ_４）の結合材との複合材を製造する、上記複合材料の製造方法が提供される。いくつかの実施形態において、上記第１の組成物と第２の組成物とを、ｉ）混合し、及びグラファイトダイ中に充填して油圧圧密化し、ｉｉ）次いでスパークプラズマ焼結炉（ＳＰＳ）または高温高圧炉（ＨＴＨＰ）または熱間静水圧圧縮機（ＨＩＰ）に装填し、十分に緻密化された四ホウ化タングステン（ＷＢ_４）の結合材との複合材を製造する、上記複合材料の製造方法が提供される。

【0006】

別の態様において、本明細書では、少なくとも硬質材料の表面である、切削もしくは研磨用の表面または本体を備える工具であって、上記硬質材料が、
（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎの組成物であり、
式中、
Ｗはタングステン（Ｗ）であり、
Ｘはホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、及びケイ素（Ｓｉ）の１種であり、
Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、
ｘは０．００１～０．９９９であり、
ｙは少なくとも２．０であり、
ｎは０．００１～０．９９９である
上記組成物と、
（ｂ）第２の式Ｔ_ｑの組成物であり、
式中、
Ｔは、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素を含む少なくとも１種の元素であり、
Ｔは、任意選択で、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素の組み合わせである合金を含んでいてもよく、
ｑは０．００１～０．９９９である
上記組成物と
の２種の組成物を含み、
ｑとｎとの和が１である上記工具が記載される。

【0007】

特定の実施形態において、本明細書では、
（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎを含む組成物であって、
式中、
Ｗはタングステン（Ｗ）であり、
Ｘはホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、及びケイ素（Ｓｉ）の１種であり、
Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、
ｘは０．００１～０．９９９であり、
ｙは少なくとも２．０であり、
ｎは０．００１～０．９９９である
上記組成物と、
（ｂ）第２の式（Ｍ'Ｘ'）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_２）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_４）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_６）_ｑ、もしくは（Ｍ'Ｘ'₁₂）_ｑ、またはそれらの組み合わせを含む組成物であって、
式中、
Ｘ'はＢ、Ｂｅ、及びＳｉの１種であり、
Ｍ'はＨｆ、Ｚｒ、及びＹの少なくとも１種であり、
ｑは０．００１～０．９９９である
上記組成物と
の２種の組成物を含み、
ｑとｎとの和が１であり、
上記第２の組成物（ｂ）が、上記第１の組成物のエッジ部を部分的にまたは全体的に取り囲み、保護被覆として作用する複合材料も記載される。

【0008】

別の態様において、本明細書では、少なくとも硬質材料の表面である、切削もしくは研磨用の表面または本体を備える工具であって、上記硬質材料が、
（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎを含む組成物であり、
式中、
Ｗはタングステン（Ｗ）であり、
Ｘは、ホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、及びケイ素（Ｓｉ）の１種であり、
Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、
ｘは０．００１～０．９９９であり、
ｙは少なくとも２．０であり、
ｎは０．００１～０．９９９である
上記組成物と、
（ｂ）第２の式（Ｍ'Ｘ'）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_２）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_４）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_６）_ｑ、もしくは（Ｍ'Ｘ'₁₂）_ｑ、またはそれらの組み合わせを含む組成物であり、
式中、
Ｘ'はＢ、Ｂｅ、及びＳｉの１種であり、
Ｍ'はＨｆ、Ｚｒ、及びＹの少なくとも１種であり、
ｑは０．００１～０．９９９である
上記組成物と
の２種の組成物を含み、
ｑとｎとの和が１であり、
上記第２の組成物（ｂ）が、上記第１の組成物のエッジ部を部分的にまたは全体的に取り囲み、保護被覆として作用する上記工具が記載される。

【0009】

本発明の主題の新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に詳細に記載されている。本発明の主題の原理が利用される例示的な実施形態を示す、以下の詳細な説明、及び添付のその図面を参照することによって、本発明の主題の特徴及び利点のより深い理解が得られよう。

【0010】

更なる目的及び利点は、詳細な説明、図面、及び実施例の考察から明らかになろう。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】結合材が親材と如何に相互作用し、親材を取り囲むことになるかの非限定的な説明図である。この画像に表示される親組成物に対する結合材の含有率は単に例に過ぎず、本明細書に記載の主題の最大限の範囲で用いることができる結合材の範囲を全て表すものではない。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の主題のいくつかの実施形態を以下に詳細に議論する。実施形態の説明においては、明確にすることを目的に特定の用語を使用する。しかしながら、本発明の主題はそのようにして選択された特定の用語に限定されることを意図するものではない。関連する技術分野の当業者であれば、本発明の主題の広範な概念から逸脱することなく、他の均等な構成要素を採用することができ、他の方法を開発できることを認識しよう。背景技術及び詳細な説明の節を含む本明細書のいずれかの箇所に引用される全ての参考文献は、それぞれが個々に組み込まれた場合と同様に、参照により援用される。

【0013】

タングステン系複合材料
遷移金属及び軽元素による四ホウ化タングステン（ＷＢ_４）の組成変更によって、優れた硬さならびに高速切削に対する耐摩耗性が達成されることが見出されている。Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ組成物であって、
式中、
Ｗはタングステン（Ｗ）であり、
Ｘはホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）及びケイ素（Ｓｉ）の１種であり、
Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、
ｘは０．００１～０．９９９であり、
ｙは少なくとも４．０である
上記組成物の靭性は、研磨に関して十分でない場合がある。高い靱性と硬さを併せ持つ複合材料に対する、長年にわたる切実な及び満たされていない要求がある。

【0014】

本明細書においては、結合材が添加されたＷ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙの複合材料が記載される。本明細書に記載のいくつかの態様において、上記結合材は元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４族金属であり、該結合材は、破壊靭性、耐摩耗性、熱伝導率、及び／または延性を増加及び／または向上させることから、その存在は有益である。特定の態様において、焼結した本複合材中に存在する上記結合材の量（全質量に対する質量パーセントとして）は、特定の用途に応じて変化する。例えば、いくつかの用途にはより高い破壊靱性が必要とされる場合があり、したがって、必要とされる結合材の量は、より高い耐摩耗性が必要とされる用途よりも高くなる場合があり、後者には本質的により少ない結合材が用いられる。特定の用途の例としては、硬化肉盛工具、旋盤インサート、ダウンホールビット本体、ゲージパッド、押出ダイ表面、空気圧及び油圧削摩メディアヘッド（ｐｎｅｕｍａｔｉｃａｎｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅａｂｒａｓｉｏｎｍｅｄｉａｈｅａｄｓ）などが挙げられるが、これらに限定はされない。

【0015】

非限定的な例として、上記結合材は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、またはＣｕを含むことができ、ニッケルの低ホウ化物（すなわちＮｉＢ）などの２次相を導入してもよく、またはＷ_２ＮｉＢ_２などの複合２次相を導入してもよい。いくつかの実施形態において、これらの相は親組成物の結晶子の結晶粒界に存在する。

【0016】

更に、遷移金属及び軽元素による四ホウ化タングステン（ＷＢ_４）の組成変動は、切削工具及び／または研磨工具として良好に機能する。本明細書においては、Ｍ'Ｘ'、Ｍ'Ｘ'_２、Ｍ'Ｘ'_４、Ｍ'Ｘ'_６、及びＭ'Ｘ'_１２（式中、Ｘ'はホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、及びケイ素（Ｓｉ）の１種であり、Ｍ'はＨｆ、Ｚｒ、及びＹを含む群から選択される１種または複数種の元素を含む）の任意の組み合わせを含む保護被覆であって、遷移金属及び軽元素を含む四ホウ化タングステン（ＷＢ_４）のエッジ部を取り囲む上記被覆が記載され、これにより高温酸化耐性が格段に良好な複合材料が生成する。

【0017】

他の態様において、上記Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ組成物の高温酸化耐性を向上させることも非常に望ましい。例えば、酸化耐性を向上させることにより、過剰な腐食性物質の蓄積が防止される。このことは、延いては、圧縮成形、溶接、及び／または成形加工の容易さを向上させつつ、本複合材を腐食、応力、及び割れから保護して、本複合材のライフサイクルを延長させる。

【0018】

いくつかの実施形態において、本明細書では、
（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎの組成物であって、
式中、
Ｗはタングステン（Ｗ）であり、
Ｘはホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、及びケイ素（Ｓｉ）の１種であり、
Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、
ｘは０．００１～０．９９９であり、
ｙは少なくとも２．０であり、
ｎは０．００１～０．９９９である
上記組成物と、
（ｂ）第２の式Ｔ_ｑの組成物であって、
式中、
Ｔは、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素を含む少なくとも１種の元素であり、
Ｔは、任意選択で、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素の組み合わせである合金を含んでいてもよく、
ｑは０．００１～０．９９９である
上記組成物と
の２種の組成物を含み、
ｑとｎとの和が１である複合材料が記載される。

【0019】

いくつかの実施形態において、ＸはＢまたはＳｉである。いくつかの実施形態において、ＸはＢｅまたはＳｉである。いくつかの実施形態において、ＸはＢである。いくつかの実施形態において、ＸはＢｅである。いくつかの実施形態において、ＸはＳｉである。いくつかの実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、及びＹの少なくとも１種を含む。いくつかの実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、及びＣｒの少なくとも１種を含む。いくつかの実施形態において、ＭはＴａ、Ｍｎ、及びＣｒの少なくとも１種を含む。いくつかの実施形態において、ＭはＨｆ、Ｚｒ、及びＹの少なくとも１種を含む。いくつかの実施形態において、ＭはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｓｃ、Ｙ、及びＡｌから選択される２種以上の元素を含む。いくつかの実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｙ、Ｔａ、及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒから選択される。いくつかの実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒから選択される。いくつかの実施形態において、ＭはＴａと、ＭｎまたはＣｒから選択される元素とを含む。いくつかの実施形態において、ｘは０．００１～０．７である。いくつかの実施形態において、ｘは０．００１～０．４である。いくつかの実施形態において、ｘは０．００１～０．２である。いくつかの実施形態において、ｙは少なくとも４である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＲｅであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．６未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＴａであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．６未満である。いくつかの実施形態において、ｘは約０．０２である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＭｎであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．６未満である。いくつかの実施形態において、ｘは約０．０４である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＣｒであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．６未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＴａ及びＭｎを含み、ｙは少なくとも４であり、ｘは少なくとも０．００１及び０．４未満である。いくつかの実施形態において、複合材料はＷ_０．９４Ｔａ_０．０２Ｍｎ_０．０４Ｂ_４を含む。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＴａ及びＣｒを含み、ｙは少なくとも４であり、ｘは少なくとも０．００１及び０．２未満である。いくつかの実施形態において、複合材料はＷ_０．９４Ｔａ_０．０２Ｃｒ_０．０５Ｂ_４を含む。いくつかの実施形態において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第８、９、１０、１１、１２、１３または１４族元素を含む合金である。いくつかの実施形態において、Ｔは、２種以上、３種以上、４種以上、５種以上、もしくは６種以上の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金である。いくつかの実施形態において、Ｔは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ａｌ及びＴｉ、またはそれらの任意の組み合わせから選択される少なくとも１種の元素を含む合金である。いくつかの実施形態において、Ｔは、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｓｎ、Ｔａ、またはそれらの任意の組合せから選択される少なくとも１種の元素を含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＣｏを含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＦｅを含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＮｉを含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＳｎを含む合金である。いくつかの実施形態において、Ｔは、約４０ｗｔ％～約６０ｗｔ％のＣｕ、約１０ｗｔ％～約２０ｗｔ％のＣｏ、０ｗｔ％～約７ｗｔ％のＳｎ、約５ｗｔ％～約１５ｗｔ％のＮｉ、及び約１０ｗｔ％～約２０ｗｔ％のＷを含む合金である。いくつかの実施形態において、Ｔは、約５０ｗｔ％のＣｕ、約２０ｗｔ％のＣｏ、約５ｗｔ％のＳｎ、約１０ｗｔ％のＮｉ、及び約１５ｗｔ％のＷを含む合金である。いくつかの実施形態において、ｑ及びｎは重量百分率範囲である。いくつかの実施形態において、ｑは０．０１～０．７である。いくつかの実施形態において、ｑは０．１～０．３である。いくつかの実施形態において、ｑは約０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、または０．５である。いくつかの実施形態において、ｑは０．７～０．８である。いくつかの実施形態において、ｎは０．０１～０．５である。いくつかの実施形態において、ｎは約０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５または０．５である。いくつかの実施形態において、ｎは約０．２５である。いくつかの実施形態において、上記複合材料は固溶体を形成する。いくつかの実施形態において、上記複合材料は酸化に対して耐性である。いくつかの実施形態において、上記複合材料は緻密化された複合材料である。

【0020】

【0021】

【0022】

いくつかの実施形態において、ＸはＢである。いくつかの実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒの１種である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒの１種である。いくつかの実施形態において、Ｔは、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）またはニッケル（Ｎｉ）を含む少なくとも１種の元素を含む。いくつかの実施形態において、Ｔは、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）またはニッケル（Ｎｉ）を含む１種の元素を含む。いくつかの実施形態において、ＴはＣｏを含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＦｅを含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＮｉを含む合金である。ＴはＳｎを含む合金である。いくつかの実施形態において、Ｔは、約４０ｗｔ％～約６０ｗｔ％のＣｕ、約１０ｗｔ％～約２０ｗｔ％のＣｏ、０ｗｔ％～約７ｗｔ％のＳｎ、約５ｗｔ％～約１５ｗｔ％のＮｉ、及び約１０ｗｔ％～約２０ｗｔ％のＷを含む合金である。いくつかの実施形態において、Ｔは、約５０ｗｔ％のＣｕ、約２０ｗｔ％のＣｏ、約５ｗｔ％のＳｎ、約１０ｗｔ％のＮｉ、及び約１５ｗｔ％のＷを含む合金である。いくつかの実施形態において、第２の組成物の重量％範囲は０．０１～０．５である。いくつかの実施形態において、第２の組成物の重量％範囲は０．１～０．５である。いくつかの実施形態において、第２の組成物はＣｏであり、第２の組成物の重量％範囲は０．１～０．５である。

【0023】

【0024】

【0025】

いくつかの実施形態において、ＸはＢである。いくつかの実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒの１種である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒの１種である。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢである。いくつかの実施形態において、Ｍ'はＨｆ、Ｚｒ及びＹの１種である。

【0026】

【0027】

いくつかの実施形態において、ＸはＢである。いくつかの実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒの１種である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒの１種である。いくつかの実施形態において、ＸはＢである。いくつかの実施形態において、Ｍ'はＨｆ、Ｚｒ及びＹの１種である。

【0028】

いくつかの実施形態において、本明細書では、
（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎを含む組成物であって、
式中、
Ｗはタングステン（Ｗ）であり、
Ｘはホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、及びケイ素（Ｓｉ）の１種であり、
Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、
ｘは０．００１～０．９９９であり、
ｙは少なくとも２．０であり、
ｎは０．００１～０．９９９である
上記組成物と、
（ｂ）第２の式Ｔ_ｑを含む組成物であって、
式中、
Ｔは、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素を含む少なくとも１種の元素であり、
Ｔは、任意選択で、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素の組み合わせである合金を含んでいてもよく、
ｑは０．００１～０．９９９である
上記組成物と
の２種の組成物を含み、
ｑとｎとの和が１である複合材料が記載される。

【0029】

いくつかの実施形態において、上記第１の式Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙのＸはＢ及びＳｉの１種である。いくつかの実施形態において、上記第１の式Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙのＸはＢｅ及びＳｉの１種である。いくつかの例において、ＸはＢである。他の例において、ＸはＳｉである。更なる例において、ＸはＢｅである。

【0030】

いくつかの実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、及びＹの少なくとも１種を含む。いくつかの実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、及びＣｒの少なくとも１種を含む。場合により、ＭはＴａ、Ｍｎ及びＣｒの少なくとも１種を含むことができる。他の場合において、ＭはＨｆ、Ｚｒ、及びＹの少なくとも１種を含むことができる。いくつかの例において、Ｍは少なくともＲｅを含む。いくつかの例において、Ｍは少なくともＴａを含む。いくつかの例において、Ｍは少なくともＭｎを含む。いくつかの例において、Ｍは少なくともＣｒを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＨｆを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＺｒを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＹを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＴｉを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＶを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＣｏを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＮｉを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＣｕを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＺｎを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＮｂを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＭｏを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＲｕを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＯｓを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＩｒを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＬｉを含む。

【0031】

いくつかの例において、ＭはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｓｃ、Ｙ、及びＡｌから選択される２種以上の元素を含む。いくつかの場合において、ＭはＴａと、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｙ及びＡｌから選択される元素とを含む。いくつかの場合において、ＭはＴａと、ＭｎまたはＣｒから選択される元素とを含む。いくつかの場合において、ＭはＨｆと、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｔａ、Ｙ及びＡｌから選択される元素とを含む。いくつかの場合において、ＭはＺｒと、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｙ及びＡｌから選択される元素とを含む。いくつかの場合において、ＭはＹと、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｚｒ及びＡｌから選択される元素とを含む。

【0032】

いくつかの実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｙ、及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒから選択される。いくつかの実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒから選択される。場合により、ＭはＴａ、Ｍｎ、Ｃｒ、及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒから選択することができる。ＭはＲｅとすることができる。他の場合において、ＭはＨｆ、Ｚｒ、及びＹから選択することができる。ＭはＴａとすることができる。ＭはＭｎとすることができる。ＭはＣｒとすることができる。ＭはＴａ及びＭｎとすることができる。ＭはＴａ及びＣｒとすることができる。ＭはＨｆとすることができる。ＭはＺｒとすることができる。ＭはＹとすることができる。ＭはＴｉとすることができる。ＭはＶとすることができる。ＭはＣｏとすることができる。ＭはＮｉとすることができる。ＭはＣｕとすることができる。ＭはＺｎとすることができる。ＭはＮｂとすることができる。ＭはＭｏとすることができる。ＭはＲｕとすることができる。ＭはＯｓとすることができる。ＭはＩｒとすることができる。ＭはＬｉとすることができる。ＭはＳｃとすることができる。ＭはＡｌとすることができる。

【0033】

場合により、ｘは両端値を含む０．００１～０．９９９の範囲内の値を有することができる。場合により、ｘは、両端値を含む、０．００１～０．９９９、０．００５～０．９９、０．０１～０．９５、０．０５～０．９、０．１～０．９、０．００１～０．６、０．００５～０．６、０．０１～０．６、０．０５～０．６、０．１～０．６、０．２～０．６、０．３～０．６、０．４～０．６、０．００１～０．５５、０．００５～０．５５、０．０１～０．５５、０．０５～０．５５、０．１～０．５５、０．２～０．５５、０．３～０．５５、０．４～０．５５、０．４５～０．５５、０．００１～０．５、０．００５～０．５、０．０１～０．５、０．０５～０．５、０．１～０．５、０．２～０．５、０．３～０．５、０．４～０．５、０．５～０．５５、０．４５～０．５、０．００１～０．４、０．００５～０．４、０．０１～０．４、０．０５～０．４、０．１～０．４、０．２～０．４、０．００１～０．３、０．００５～０．３、０．０１～０．３、０．０５～０．３、０．１～０．３、０．００１～０．２、０．００５～０．２、０．０１～０．２、０．０５～０．２、または０．１～０．２の範囲内の値を有することができる。場合により、ｘは両端値を含む０．１～０．９の範囲内の値を有する。いくつかの例において、ｘは、両端値を含む、０．００１～０．６、０．００５～０．６、０．００１～０．４、または０．００１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．６の範囲の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．５の範囲内の値を有する。

【0034】

いくつかの実施形態において、ｘは少なくとも０．００１及び０．９９９未満である。いくつかの実施形態において、ｘは少なくとも０．００１及び０．９未満である。いくつかの場合において、ｘは少なくとも０．００１及び０．６未満である。いくつかの場合において、ｘは少なくとも０．００１及び０．５未満である。いくつかの場合において、ｘは少なくとも０．００１及び０．４未満である。いくつかの場合において、ｘは少なくとも０．００１及び０．３未満である。いくつかの場合において、ｘは少なくとも０．００１及び０．２未満である。いくつかの場合において、ｘは少なくとも０．００１及び０．０５未満である。いくつかの場合において、ｘは少なくとも０．０１及び０．５未満である。いくつかの場合において、ｘは少なくとも０．０１及び０．４未満である。いくつかの場合において、ｘは少なくとも０．０１及び０．３未満である。いくつかの場合において、ｘは少なくとも０．０１及び０．２未満である。いくつかの場合において、ｘは少なくとも０．１及び０．５未満である。いくつかの場合において、ｘは少なくとも０．１及び０．４未満である。いくつかの場合において、ｘは少なくとも０．１及び０．３未満である。いくつかの場合において、ｘは少なくとも０．１及び０．２未満である。

【0035】

いくつかの場合において、ｘは、約０．００１、０．００５、０．０１、０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４１、０．４２、０．４３、０．４４、０．４５、０．４６、０．４７、０．４８、０．４９、０．５、０．５１、０．５２、０．５３、０．５４、０．５５、０．５６、０．５７、０．５８、０．５９、０．６、０．６５、０．７、０．８、０．９、０．９５、０．９９または約０．９９９の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．００１の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．００５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．０１の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．０５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．１の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．１５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．２の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．３の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４１の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４２の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４３の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４４の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４６の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４７の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４８の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４９の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５１の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５２の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５３の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５４の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５６の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５７の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５８の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５９の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．６の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．７の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．８の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．９の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．９９の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．９９９の値を有する。

【0036】

いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＲｅであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．１未満である。更なる実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＲｅであり、ｘは約０．０１である。更なる実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒの１種である。更なる実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒの１種である。更なる実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＴａであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．０５未満であるか、またはｘは約０．０２である。更なる実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＭｎであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．４未満である。更なる実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＣｒであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．６未満である。

【0037】

いくつかの実施形態において、上記組成物は本質的にＷ、Ｒｅ及びＢから構成され、ｘは少なくとも０．００１及び０．１未満である。更なる実施形態において、上記組成物は本質的にＷ、Ｒｅ及びＢから構成され、ｘは約０．０１である。

【0038】

いくつかの実施形態において、ｙは少なくとも２、４、６、８、または１２である。いくつかの例において、ｙは少なくとも２である。他の例において、ｙは少なくとも４である。いくつかの場合において、ｙは少なくとも６である。いくつかの他の場合において、ｙは少なくとも８である。他の場合において、ｙは少なくとも１２である。

【0039】

いくつかの実施形態において、ｎは０．００１～０．９９９である。いくつかの実施形態において、ｎは、０．００１～０．９９９、０．００５～０．９９９、０．０１～０．９９９、０．０５～０．９９９、０．１～０．９９９、０．１５～０．９９９、０．２～０．９９９、０．２５～０．９９９、０．３５～０．９９９、０．４～０．９９９、０．５～０．９９９、０．６～０．９９９、０．７～０．９９９、０．８～０．９９９、０．００１～０．９９、０．００５～０．９９、０．０１～０．９９、０．０５～０．９９、０．１～０．９９、０．１５～０．９９、０．２～０．９９、０．２５～０．９９、０．３５～０．９９、０．４～０．９９、０．５～０．９９、０．６～０．９９、０．７～０．９９、０．８～０．９９、０．０１～０．９、０．０５～０．９、０．１～０．９、０．１５～０．９、０．２～０．９、０．２５～０．９、０．３～０．９、０．３５～０．９、０．４～０．９、０．５～０．９、０．６～０．９、０．７～０．９、０．８～０．９、０．０１～０．８、０．０５～０．８、０．１～０．８、０．１５～０．８、０．２～０．８、０．２５～０．８、０．３～０．８、０．４～０．８、０．５～０．８、０．６～０．８、０．７～０．８、０．０１～０．７、０．０５～０．７、０．１～０．７、０．２～０．７、０．３～０．７、０．４～０．７、０．５～０．７、０．０１～０．６、０．０５～０．６、０．１～０．６、０．２～０．６、０．３～０．６、０．０１～０．５、０．０５～０．５、０．１～０．５、０．２～０．５、０．０１～０．４、０．０５～０．４、０．１～０．４、０．２～０．４、０．０１～０．３、０．０５～０．３、０．１～０．３、０．２～０．３、０．７５～０．９９、０．７５～０．９、０．７５～０．８、０．８～０．９９、または０．８～０．９である。

【0040】

いくつかの場合において、ｎは、約０．００１、０．００５、０．０１、０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、０．５５、０．６、０．６５、０．７、０．７５、０．８、０．８５、０．９、０．９５、０．９９、または約０．９９９である。いくつかの場合において、ｎは約０．００１である。いくつかの場合において、ｎは約０．００５である。いくつかの場合において、ｎは約０．０１である。いくつかの場合において、ｎは約０．０５である。いくつかの場合において、ｎは約０．１である。いくつかの場合において、ｎは約０．１５である。いくつかの場合において、ｎは約０．２である。いくつかの場合において、ｎは約０．２５である。いくつかの場合において、ｎは約０．３である。いくつかの場合において、ｎは約０．３５である。いくつかの場合において、ｎは約０．４である。いくつかの場合において、ｎは約０．５である。いくつかの場合において、ｎは約０．６である。いくつかの場合において、ｎは約０．７である。いくつかの場合において、ｎは約０．７５である。いくつかの場合において、ｎは約０．８である。いくつかの場合において、ｎは約０．８５である。いくつかの場合において、ｎは約０．９である。いくつかの場合において、ｎは約０．９５である。いくつかの場合において、ｎは約０．９９である。いくつかの場合において、ｎは約０．９９９である。

【0041】

いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ及びＹの少なくとも１種を含む。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ及びＣｒの少なくとも１種を含む。場合により、ＸはＢであり、ＭはＴａ、Ｍｎ及びＣｒの少なくとも１種を含むことができる。他の場合において、ＸはＢであり、ＭはＨｆ、Ｚｒ、及びＹの少なくとも１種を含むことができる。いくつかの例において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＲｅを含む。いくつかの例において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＴａを含む。いくつかの例において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＭｎを含む。いくつかの例において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＣｒを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＨｆを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＺｒを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＹを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＴｉを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＶを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＣｏを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＮｉを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＣｕを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＺｎを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＮｂを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＭｏを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＲｕを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＯｓを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＩｒを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、Ｍは少なくともＬｉを含む。

【0042】

いくつかの例において、ＸはＢであり、ＭはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｙ及びＡｌから選択される２種以上の元素を含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＴａと、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｙ及びＡｌから選択される元素とを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＴａと、ＭｎまたはＣｒから選択される元素とを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＨｆと、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｔａ、Ｙ及びＡｌから選択される元素とを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＺｒと、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｙ及びＡｌから選択される元素とを含む。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＹと、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｚｒ及びＡｌから選択される元素とを含む。

【0043】

いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｙ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒから選択される。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒから選択される。場合により、ＸはＢであり、Ｍは、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒから選択することができる。ＭはＲｅとすることができる。他の場合において、ＸはＢであり、ＭはＨｆ、Ｚｒ、及びＹから選択することができる。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＴａである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＭｎである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＣｒである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＴａ及びＭｎである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＴａ及びＣｒである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＨｆである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＺｒである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＹである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＴｉである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＶである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＣｏである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＮｉである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＣｕである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＺｎである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＮｂである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＭｏである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＲｕである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＯｓである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＩｒである。いくつかの場合において、ＸはＢであり、ＭはＬｉである。

【0044】

いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＲｅであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．６未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＲｅであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．５未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＲｅであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．４未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＲｅであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．３未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＲｅであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．２未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＲｅであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．１未満である。

【0045】

いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＴａであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．６未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＴａであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．５未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＴａであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．４未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＴａであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．３未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＴａであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．２未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＴａであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．１未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＴａであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．０５未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＴａであり、ｘは約０．０２である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＴａであり、ｘは約０．０４である。

【0046】

いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＭｎであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．６未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＭｎであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．５未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＭｎであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．４未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＭｎであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．３未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＭｎであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．２未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＭｎであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．１未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＭｎであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．０５未満である。

【0047】

いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＣｒであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．６未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＣｒであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．５未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＣｒであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．４未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＣｒであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．３未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＣｒであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．２未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＣｒであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．１未満である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＣｒであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．０５未満である。

【0048】

いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＴａ及びＭｎを含む。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＴａ及びＭｎである。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＴａ及びＭｎを含み、ｘは少なくとも０．００１及び０．６未満である。いくつかの例において、複合材料はＷ_０．９４Ｔａ_０．０２Ｍｎ_０．０４Ｂ_ｙを含み、式中、ｙは少なくとも４である。いくつかの例において、複合材料はＷ_０．９４Ｔａ_０．０２Ｍｎ_０．０４Ｂ_４を含む。

【0049】

いくつかの例において、ＸはＢであり、ＭはＴａ及びＣｒを含む。いくつかの例において、ＸはＢであり、ＭはＴａ及びＣｒである。いくつかの例において、ＸはＢであり、ＭはＴａ及びＣｒを含み、ｘは少なくとも０．００１及び０．６未満である。いくつかの例において、複合材料はＷ_０．９３Ｔａ_０．０２Ｃｒ_０．０５Ｂ_ｙを含み、式中、ｙは少なくとも４である。いくつかの例において、複合材料はＷ_０．９３Ｔａ_０．０２Ｃｒ_０．０５Ｂ_４を含む。

【0050】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料はＷＢ_４を含む。

【0051】

上記第２の式Ｔ_ｑのＴは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む。場合により、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第８、９、１０、１１、１２、１３または１４族元素を含む。いくつかの例において、Ｔは少なくとも１種の元素の周期表の第４族元素を含む。いくつかの例において、Ｔは少なくとも１種の元素の周期表の第５族元素を含む。いくつかの例において、Ｔは少なくとも１種の元素の周期表の第６族元素を含む。いくつかの例において、Ｔは少なくとも１種の元素の周期表の第７族元素を含む。いくつかの例において、Ｔは少なくとも１種の元素の周期表の第８族元素を含む。いくつかの例において、Ｔは少なくとも１種の元素の周期表の第９族元素を含む。いくつかの例において、Ｔは少なくとも１種の元素の周期表の第１０族元素を含む。いくつかの例において、Ｔは少なくとも１種の元素の周期表の第１１族元素を含む。いくつかの例において、Ｔは少なくとも１種の元素の周期表の第１２族元素を含む。いくつかの例において、Ｔは少なくとも１種の元素の周期表の第１３族元素を含む。いくつかの例において、Ｔは少なくとも１種の元素の周期表の第１４族元素を含む。

【0052】

上記第２の式Ｔ_ｑのＴは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金を含んでいてもよい。場合により、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第８、９、１０、１１、１２、１３または１４族元素を含む合金とすることができる。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第５族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第６族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第７族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第８族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第９族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第１０族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第１１族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第１２族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第１３族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第１４族元素を含む合金である。

【0053】

いくつかの例において、Ｔは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ａｌ及びＴｉから選択される少なくとも１種の元素を含む合金である。いくつかの場合において、Ｔは、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔｉ及びＳｉから選択される少なくとも１種の元素を含む合金である。いくつかの場合において、Ｔは、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉから選択される少なくとも１種の元素を含む合金である。いくつかの場合において、Ｔは、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉから選択される少なくとも１種の元素を含む合金である。いくつかの場合において、Ｔは、Ａｌ、Ｔｉ及びＳｉから選択される少なくとも１種の元素を含む合金である。いくつかの場合において、Ｔは、Ｔｉ及びＳｉから選択される少なくとも１種の元素を含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＣｕを含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＮｉを含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＣｏを含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＦｅを含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＳｉを含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＡｌを含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＴｉを含む合金である。

【0054】

いくつかの例において、Ｔは、２種以上、３種以上、４種以上、５種以上、もしくは６種以上の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金である。いくつかの場合において、Ｔは、２種以上、３種以上、４種以上、５種以上、もしくは６種以上の元素の周期表の第８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金である。場合により、上記合金Ｔは、Ｃｕを、任意選択で、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｓｎ、またはＴａの１種または複数種との組み合わせで含んでいてもよい。いくつかの場合において、上記合金Ｔは、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｓｎ、Ｔａ、またはそれらの任意の組み合わせを含む。かかる合金においては、Ｃｕの重量百分率は約４０ｗｔ％～約６０ｗｔ％であってもよく、または約５０ｗｔ％であってもよい。Ｃｏの重量百分率は約１０ｗｔ％～約２０ｗｔ％であってもよく、または約２０ｗｔ％であってもよい。Ｓｎの重量百分率は７ｗｔ％未満であってもよく、７ｗｔ％までであってもよく、または約５ｗｔ％であってもよい。Ｎｉの重量百分率は約５ｗｔ％～約１５ｗｔ％であってもよく、または約１０ｗｔ％であってもよい。Ｗの重量百分率は約１５ｗｔ％であってもよい。

【0055】

いくつかの実施形態において、ｑは０．００１～０．９９９である。いくつかの実施形態において、ｑは、０．００１～０．９９９、０．００５～０．９９９、０．０１～０．９９９、０．０５～０．９９９、０．１～０．９９９、０．１５～０．９９９、０．２～０．９９９、０．２５～０．９９９、０．３５～０．９９９、０．４～０．９９９、０．５～０．９９９、０．６～０．９９９、０．７～０．９９９、０．８～０．９９９、０．００１～０．９９、０．００５～０．９９、０．０１～０．９９、０．０５～０．９９、０．１～０．９９、０．１５～０．９９、０．２～０．９９、０．２５～０．９９、０．３５～０．９９、０．４～０．９９、０．５～０．９９、０．６～０．９９、０．７～０．９９、０．８～０．９９、０．０１～０．９、０．０５～０．９、０．１～０．９、０．１５～０．９、０．２～０．９、０．２５～０．９、０．３～０．９、０．３５～０．９、０．４～０．９、０．５～０．９、０．６～０．９、０．７～０．９、０．８～０．９、０．０１～０．８、０．０５～０．８、０．１～０．８、０．１５～０．８、０．２～０．８、０．２５～０．８、０．３～０．８、０．４～０．８、０．５～０．８、０．６～０．８、０．７～０．８、０．０１～０．７、０．０５～０．７、０．１～０．７、０．２～０．７、０．３～０．７、０．４～０．７、０．５～０．７、０．０１～０．６、０．０５～０．６、０．１～０．６、０．２～０．６、０．３～０．６、０．０１～０．５、０．０５～０．５、０．１～０．５、０．２～０．５、０．０１～０．４、０．０５～０．４、０．１～０．４、０．２～０．４、０．０１～０．３、０．０５～０．３、０．１～０．３、０．２～０．３、０．７５～０．９９、０．７５～０．９、０．７５～０．８、０．８～０．９９、または０．８～０．９である。

【0056】

いくつかの実施形態において、ｑは、約０．００１、０．００５、０．０１、０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、０．５５、０．６、０．６５、０．７、０．７５、０．８、０．８５、０．９、０．９５、０．９９、または約０．９９９である。いくつかの場合において、ｑは約０．００１である。いくつかの場合において、ｑは約０．００５である。いくつかの場合において、ｑは約０．０１である。いくつかの場合において、ｑは約０．０５である。いくつかの場合において、ｑは約０．１である。いくつかの場合において、ｑは約０．１５である。いくつかの場合において、ｑは約０．２である。いくつかの場合において、ｑは約０．２５である。いくつかの場合において、ｑは約０．３である。いくつかの場合において、ｑは約０．３５である。いくつかの場合において、ｑは約０．４である。いくつかの場合において、ｑは約０．５である。いくつかの場合において、ｑは約０．６である。いくつかの場合において、ｑは約０．７である。いくつかの場合において、ｑは約０．７５である。いくつかの場合において、ｑは約０．８である。いくつかの場合において、ｑは約０．８５である。いくつかの場合において、ｑは約０．９である。いくつかの場合において、ｑは約０．９５である。いくつかの場合において、ｑは約０．９９である。いくつかの場合において、ｑは約０．９９９である。

【0057】

いくつかの場合において、本明細書では、ｑ及びｎは重量百分率範囲である。

【0058】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は酸化に対して耐性である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は抗酸化特性を有する。例えば、本複合材料が工具の表面に被覆される場合、該複合材料により、当該複合材料で被覆されていない工具と比較して当該工具の酸化速度が低下する。別の例において、本複合材料が工具の表面に被覆される場合、該複合材料は、当該複合材料で被覆されていない工具と比較して当該工具の酸化を防止する。いくつかの例において、本複合材料中のＴ_ｑにより、酸化の形成が阻害されるかまたは酸化速度が低下する。

【0059】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は固溶体相を含む。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は固溶体を形成する。いくつかの例において、固溶体相中の本複合材料は、第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎのタングステン系化合物及び第２の式Ｔ_ｑを含む。いくつかの例において、固溶体相中の本複合材料は第１の式（Ｗ_１－_ｘＭ_ｘＢ_４）_ｎのタングステン系化合物及び第２の式Ｔ_ｑを含む。いくつかの例において、固溶体相中の本複合材料は第１の式（ＷＢ_４）_ｎのタングステン系化合物及び第２の式Ｔ_ｑを含む。

【0060】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約１０～約７０Ｇａである。いくつかの例において、本明細書に記載の複合材料の硬さは、約１０～約６０ＧＰａ、約１０～約５０ＧＰａ、約１０～約４０ＧＰａ、約１０～約３０ＧＰａ、約２０～約７０ＧＰａ、約２０～約６０ＧＰａ、約２０～約５０ＧＰａ、約２０～約４０ＧＰａ、約２０～約３０ＧＰａ、約３０～約７０ＧＰａ、約３０～約６０ＧＰａ、約３０～約５０ＧＰａ、約３０～約４５ＧＰａ、約３０～約４０ＧＰａ、約３０～約３５ＧＰａ、約３５～約７０ＧＰａ、約３５～約６０ＧＰａ、約３５～約５０ＧＰａ、約３５～約４０ＧＰａ、約４０～約７０ＧＰａ、約４０～約６０ＧＰａ、約４０～約５０ＧＰａ、約４５～約６０ＧＰａまたは約４５～約５０ＧＰａである。いくつかの例において、本明細書に記載の複合材料の硬さは、約３０～約５０ＧＰａ、約３０～約４５ＧＰａ、約３０～約４０ＧＰａ、約３０～約３５ＧＰａ、約３５～約５０ＧＰａ、約３５～約４０ＧＰａ、約４０～約５０ＧＰａまたは約４５～約５０ＧＰａである。

【0061】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは、約１０ＧＰａ、約１５ＧＰａ、約２０ＧＰａ、約２５ＧＰａ、約３０ＧＰａ、約３１ＧＰａ、約３２ＧＰａ、約３３ＧＰａ、約３４ＧＰａ、約３５ＧＰａ、約３６ＧＰａ、約３７ＧＰａ、約３８ＧＰａ、約３９ＧＰａ、約４０ＧＰａ、約４１ＧＰａ、約４２ＧＰａ、約４３ＧＰａ、約４４ＧＰａ、約４５ＧＰａ、約４６ＧＰａ、約４７ＧＰａ、約４８ＧＰａ、約４９ＧＰａ、約５０ＧＰａ、５１ＧＰａ、５２ＧＰａ、５３ＧＰａ、５４ＧＰａ、５５ＧＰａ、５６ＧＰａ、約５７ＧＰａ、約５８ＧＰａ、約５９ＧＰａ、約６０ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約１０ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約１５ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約２０ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約２５ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約３０ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約３１ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約３２ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約３３ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約３４ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約３５ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約３６ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約３７ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約３８ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約３９ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約４０ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約４１ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約４２ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約４３ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約４４ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約４５ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約４６ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約４７ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約４８ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約４９ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約５０ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約５１ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約５２ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約５３ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約５４ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約５５ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約５６ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約５７ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約５８ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約５９ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約６０ＧＰａ以上である。

【0062】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の体積弾性率は約３３０ＧＰａ～約３５０ＧＰａである。

【0063】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の結晶粒径は約２０μｍ以下である。いくつかの例において、本複合材料の結晶粒径は約１５μｍ以下、約１２μｍ以下、約１０μｍ以下、約８μｍ以下、約５μｍ以下、約２μｍ以下または約１μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の結晶粒径は約１５μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の結晶粒径は約１２μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の結晶粒径は約１０μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の結晶粒径は約９μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の結晶粒径は約８μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の結晶粒径は約７μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の結晶粒径は約６μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の結晶粒径は約５μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の結晶粒径は約４μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の結晶粒径は約３μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の結晶粒径は約２μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の結晶粒径は約１μｍ以下である。

【0064】

いくつかの例において、上記結晶粒径は平均結晶粒径である。いくつかの場合において、本明細書に記載の複合材料の平均結晶粒径は約２０μｍ以下である。いくつかの例において、本複合材料の平均結晶粒径は、約１５μｍ以下、約１２μｍ以下、約１０μｍ以下、約８μｍ以下、約５μｍ以下、約２μｍ以下または約１μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の平均結晶粒径は約１５μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の平均結晶粒径は約１２μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の平均結晶粒径は約１０μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の平均結晶粒径は約９μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の平均結晶粒径は約８μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の平均結晶粒径は約７μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の平均結晶粒径は約６μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の平均結晶粒径は約５μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の平均結晶粒径は約４μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の平均結晶粒径は約３μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の平均結晶粒径は約２μｍ以下である。いくつかの場合において、本複合材料の平均結晶粒径は約１μｍ以下である。

【0065】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は緻密化された複合材料である。いくつかの例において、上記緻密化された複合材料は、上記第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎのタングステン系化合物と上記第２の式Ｔ_ｑの化合物とを含む。いくつかの例において、上記緻密化された複合材料は、上記第１の式（Ｗ_１－_ｘＭ_ｘＢ_４）_ｎのタングステン系化合物と上記第２の式Ｔ_ｑの化合物とを含む。いくつかの例において、上記緻密化された複合材料は、上記第１の式ＷＢ_４のタングステン系化合物と上記第２の式Ｔ_ｑの化合物とを含む。

【0066】

複合材料－四ホウ化タングステン（Ｗ_１－_ｘＭ_ｘＢ_４）_ｎ
いくつかの実施形態において、本明細書では、
（ａ）第１の式（Ｗ_１－_ｘＭ_ｘＢ_４）_ｎの組成物であって、
式中、
Ｗはタングステン（Ｗ）であり、
Ｂはホウ素であり、
Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、
ｘは０．００１～０．９９９であり、
ｎは０．００１～０．９９９である
上記組成物と、
（ｂ）第２の式Ｔ_ｑの組成物であって、
式中、
Ｔは、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素を含む少なくとも１種の元素であり、
Ｔは、任意選択で、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素の組み合わせである合金を含んでいてもよく、
ｑは０．００１～０．９９９である
上記組成物と
の２種の組成物を含み、
ｑとｎとの和が１である複合材料が記載される。

【0067】

いくつかの実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ及びＹの少なくとも１種を含む。いくつかの実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ及びＣｒの少なくとも１種を含む。場合により、ＭはＴａ、Ｍｎ及びＣｒの少なくとも１種を含むことができる。他の場合において、ＭはＨｆ、Ｚｒ、及びＹの少なくとも１種を含むことができる。いくつかの例において、Ｍは少なくともＲｅを含む。いくつかの例において、Ｍは少なくともＴａを含む。いくつかの例において、Ｍは少なくともＭｎを含む。いくつかの例において、Ｍは少なくともＣｒを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＨｆを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＺｒを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＹを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＴｉを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＶを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＣｏを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＮｉを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＣｕを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＺｎを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＮｂを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＭｏを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＲｕを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＯｓを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＩｒを含む。いくつかの場合において、Ｍは少なくともＬｉを含む。

【0068】

【0069】

いくつかの実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｙ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒから選択される。いくつかの実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒから選択される。場合により、ＭはＴａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒから選択することができる。ＭはＲｅとすることができる。他の場合において、ＭはＨｆ、Ｚｒ、及びＹから選択することができる。ＭはＴａとすることができる。ＭはＭｎとすることができる。ＭはＣｒとすることができる。ＭはＴａ及びＭｎとすることができる。ＭはＴａ及びＣｒとすることができる。ＭはＨｆとすることができる。ＭはＺｒとすることができる。ＭはＹとすることができる。ＭはＴｉとすることができる。ＭはＶとすることができる。ＭはＣｏとすることができる。ＭはＮｉとすることができる。ＭはＣｕとすることができる。ＭはＺｎとすることができる。ＭはＮｂとすることができる。ＭはＭｏとすることができる。ＭはＲｕとすることができる。ＭはＯｓとすることができる。ＭはＩｒとすることができる。ＭはＬｉとすることができる。ＭはＳｃとすることができる。ＭはＡｌとすることができる。

【0070】

場合により、ｘは両端値を含む０．００１～０．９９９の範囲内の値を有することができる。場合により、ｘは、両端値を含む、０．００５～０．９９、０．０１～０．９５、０．０５～０．９、０．１～０．９、０．００１～０．６、０．００５～０．６、０．０１～０．６、０．０５～０．６、０．１～０．６、０．２～０．６、０．３～０．６、０．４～０．６、０．００１～０．５５、０．００５～０．５５、０．０１～０．５５、０．０５～０．５５、０．１～０．５５、０．２～０．５５、０．３～０．５５、０．４～０．５５、０．４５～０．５５、０．００１～０．５、０．００５～０．５、０．０１～０．５、０．０５～０．５、０．１～０．５、０．２～０．５、０．３～０．５、０．４～０．５、０．５～０．５５、０．４５～０．５、０．００１～０．４、０．００５～０．４、０．０１～０．４、０．０５～０．４、０．１～０．４、０．２～０．４、０．００１～０．３、０．００５～０．３、０．０１～０．３、０．０５～０．３、０．１～０．３、０．００１～０．２、０．００５～０．２、０．０１～０．２、０．０５～０．２、または０．１～０．２の範囲内の値を有することができる。いくつかの場合において、ｘは両端値を含む０．１～０．９の範囲内の値を有する。いくつかの例において、ｘは、両端値を含む、０．００１～０．６、０．００５～０．６、０．００１～０．４、または０．００１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．６の範囲の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．５の範囲内の値を有する。

【0071】

【0072】

【0073】

いくつかの実施形態において、ＭはＲｅであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．６未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＲｅであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．５未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＲｅであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．４未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＲｅであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．３未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＲｅであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．２未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＲｅであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．１未満である。

【0074】

いくつかの実施形態において、ＭはＴａであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．６未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＴａであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．５未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＴａであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．４未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＴａであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．３未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＴａであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．２未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＴａであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．１未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＴａであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．０５未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＴａであり、ｘは約０．０２である。いくつかの実施形態において、ＭはＴａであり、ｘは約０．０４である。

【0075】

いくつかの実施形態において、ＭはＭｎであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．６未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＭｎであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．５未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＭｎであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．４未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＭｎであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．３未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＭｎであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．２未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＭｎであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．１未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＭｎであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．０５未満である。

【0076】

いくつかの実施形態において、ＭはＣｒであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．６未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＣｒであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．５未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＣｒであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．４未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＣｒであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．３未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＣｒであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．２未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＣｒであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．１未満である。いくつかの実施形態において、ＭはＣｒであり、ｘは少なくとも０．００１及び０．０５未満である。

【0077】

いくつかの実施形態において、ＭはＴａ及びＭｎを含む。いくつかの実施形態において、ＭはＴａ及びＭｎである。いくつかの実施形態においてＭはＴａ及びＭｎを含み、ｘは少なくとも０．００１及び０．６未満である。いくつかの例において、複合材料はＷ_０．９４Ｔａ_０．０２Ｍｎ_０．０４Ｂ_４を含む。

【0078】

いくつかの例において、ＭはＴａ及びＣｒを含む。いくつかの例において、ＭはＴａ及びＣｒである。いくつかの例において、ＭはＴａ及びＣｒを含み、ｘは少なくとも０．００１及び０．６未満である。いくつかの例において、複合材料はＷ_０．９３Ｔａ_０．０２Ｃｒ_０．０５Ｂ_４を含む。

【0079】

いくつかの例において、ｎは約０．００１、０．００５、０．０１、０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５または０．５である。いくつかの場合において、ｎは約０．００１である。いくつかの場合において、ｎは約０．００５である。いくつかの場合において、ｎは約０．０１である。いくつかの場合において、ｎは約０．０５である。いくつかの場合において、ｎは約０．１である。いくつかの場合において、ｎは約０．１５である。いくつかの場合において、ｎは約０．２である。いくつかの場合において、ｎは約０．２５である。いくつかの場合において、ｎは約０．３である。いくつかの場合において、ｎは約０．３５である。いくつかの場合において、ｎは約０．４である。いくつかの場合において、ｎは約０．４５である。いくつかの場合において、ｎは約０．５である。

【0080】

いくつかの場合において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金である。場合により、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第８、９、１０、１１、１２、１３または１４族元素を含む合金とすることができる。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第５族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第６族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第７族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第８族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第９族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第１０族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第１１族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第１２族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第１３族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第１４族元素を含む合金である。

【0081】

【0082】

【0083】

【0084】

いくつかの場合において、ｑは、約０．００１、０．００５、０．０１、０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、０．５５、０．６、０．６５、０．７、０．７５、０．８、０．８５、０．９、０．９５、０．９９、または約０．９９９である。いくつかの場合において、ｑは約０．００１である。いくつかの場合において、ｑは約０．００５である。いくつかの場合において、ｑは約０．０１である。いくつかの場合において、ｑは約０．０５である。いくつかの場合において、ｑは約０．１である。いくつかの場合において、ｑは約０．１５である。いくつかの場合において、ｑは約０．２である。いくつかの場合において、ｑは約０．２５である。いくつかの場合において、ｑは約０．３である。いくつかの場合において、ｑは約０．３５である。いくつかの場合において、ｑは約０．４である。いくつかの場合において、ｑは約０．５である。いくつかの場合において、ｑは約０．６である。いくつかの場合において、ｑは約０．７である。いくつかの場合において、ｑは約０．７５である。いくつかの場合において、ｑは約０．８である。いくつかの場合において、ｑは約０．８５である。いくつかの場合において、ｑは約０．９である。いくつかの場合において、ｑは約０．９５である。いくつかの場合において、ｑは約０．９９である。いくつかの場合において、ｑは約０．９９９である。

【0085】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－_ｘＭ_ｘＢ_４）_ｎ（式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）、スカンジウム（Ｓｃ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｃｕ_ｑ（式中、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和は１である。

【0086】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－_ｘＭ_ｘＢ_４）_ｎ（式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）、スカンジウム（Ｓｃ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｎｉ_ｑ（式中、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和は１である。

【0087】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－_ｘＭ_ｘＢ_４）_ｎ（式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）、スカンジウム（Ｓｃ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｃｏ_ｑ（式中、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和は１である。

【0088】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－_ｘＭ_ｘＢ_４）_ｎ（式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）、スカンジウム（Ｓｃ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｆｅ_ｑ（式中、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和は１である。

【0089】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－_ｘＭ_ｘＢ_４）_ｎ（式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）、スカンジウム（Ｓｃ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｓｉ_ｑ（式中、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和は１である。

【0090】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－_ｘＭ_ｘＢ_４）_ｎ（式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）、スカンジウム（Ｓｃ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ａｌ_ｑ（式中、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和は１である。

【0091】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－_ｘＭ_ｘＢ_４）_ｎ（式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）、スカンジウム（Ｓｃ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｔｉ_ｑ（式中、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和は１である。

【0092】

複合材料－四ホウ化タングステン（ＷＢ_４）
いくつかの実施形態において、本明細書では、
（ａ）式（ＷＢ_４）_ｎの四ホウ化タングステンであって、
式中、ｎは０．００１～０．９９９である
上記四ホウ化タングステンと、
（ｂ）第２の式Ｔ_ｑであって、
式中、
Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、
Ｔは、任意選択で、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素の組み合わせである合金を含んでいてもよく、
ｑは０．００１～０．９９９である
上記式Ｔ_ｑと
を含み、
ｑとｎとの和が１である複合材料が記載される。

【0093】

【0094】

【0095】

【0096】

【0097】

【0098】

【0099】

いくつかの場合において、本明細書では、ｑ及びｎは重量百分率範囲である。

【0100】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は、（ａ）式（ＷＢ_４）_ｎの四ホウ化タングステン（式中、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｃｕ_ｑ（式中、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である。

【0101】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は、（ａ）式（ＷＢ_４）_ｎの四ホウ化タングステン（式中、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｎｉ_ｑ（式中、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である。

【0102】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は、（ａ）式（ＷＢ_４）_ｎの四ホウ化タングステン（式中、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｃｏ_ｑ（式中、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である。

【0103】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は、（ａ）式（ＷＢ_４）_ｎの四ホウ化タングステン（式中、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｆｅ_ｑ（式中、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である。

【0104】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は、（ａ）式（ＷＢ_４）_ｎの四ホウ化タングステン（式中、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｓｉ_ｑ（式中、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である。

【0105】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は、（ａ）式（ＷＢ_４）_ｎの四ホウ化タングステン（式中、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ａｌ_ｑ（式中、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である。

【0106】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は、（ａ）式（ＷＢ_４）_ｎの四ホウ化タングステン（式中、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｔｉ_ｑ（式中、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である。

【0107】

ベリリウムを含むタングステン系複合材料
いくつかの実施形態において、本明細書では、
（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＢｅ_ｙ）_ｎであって、
式中、
Ｗはタングステン（Ｗ）であり、
Ｂｅはベリリウム（Ｂｅ）であり、
Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）、スカンジウム（Ｓｃ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、
ｘは０．００１～０．９９９であり、
ｙは少なくとも２．０であり、
ｎは０．００１～０．９９９である
上記第１の式と、
（ｂ）第２の式Ｔ_ｑであって、
式中、
Ｔは、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素を含む少なくとも１種の元素であり、
Ｔは、任意選択で、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素の組み合わせである合金を含んでいてもよく、
ｑは０．００１～０．９９９である
上記第２の式と
を含み、
ｑとｎとの和が１である複合材料が記載される。

【0108】

【0109】

いくつかの例において、ＭはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｙ、Ｓｃ、及びＡｌから選択される２種以上の元素を含む。いくつかの場合において、ＭはＴａと、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｙ及びＡｌから選択される元素とを含む。いくつかの場合において、ＭはＴａと、ＭｎまたはＣｒから選択される元素とを含む。いくつかの場合において、ＭはＨｆと、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｔａ、Ｙ及びＡｌから選択される元素とを含む。いくつかの場合において、ＭはＺｒと、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｙ及びＡｌから選択される元素とを含む。いくつかの場合において、ＭはＹと、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｚｒ及びＡｌから選択される元素とを含む。

【0110】

【0111】

場合により、ｘは両端値を含む０．００１～０．９９９の範囲内の値を有することができる。場合により、ｘは、両端値を含む、０．００１～０．９９９、０．００５～０．９９、０．０１～０．９５、０．０５～０．９、０．１～０．９、０．００１～０．６、０．００５～０．６、０．０１～０．６、０．０５～０．６、０．１～０．６、０．２～０．６、０．３～０．６、０．４～０．６、０．００１～０．５５、０．００５～０．５５、０．０１～０．５５、０．０５～０．５５、０．１～０．５５、０．２～０．５５、０．３～０．５５、０．４～０．５５、０．４５～０．５５、０．００１～０．５、０．００５～０．５、０．０１～０．５、０．０５～０．５、０．１～０．５、０．２～０．５、０．３～０．５、０．４～０．５、０．５～０．５５、０．４５～０．５、０．００１～０．４、０．００５～０．４、０．０１～０．４、０．０５～０．４、０．１～０．４、０．２～０．４、０．００１～０．３、０．００５～０．３、０．０１～０．３、０．０５～０．３、０．１～０．３、０．００１～０．２、０．００５～０．２、０．０１～０．２、０．０５～０．２、または０．１～０．２の範囲内の値を有することができる。いくつかの場合において、ｘは両端値を含む０．１～０．９の範囲内の値を有する。いくつかの例において、ｘは、両端値を含む、０．００１～０．６、０．００５～０．６、０．００１～０．４、または０．００１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．６の範囲の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．５の範囲内の値を有する。

【0112】

【0113】

いくつかの場合において、ｘは、約０．００１、０．００５、０．０１、０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４１、０．４２、０．４３、０．４４、０．４５、０．４６、０．４７、０．４８、０．４９、０．５、０．５１、０．５２、０．５３、０．５４、０．５５、０．５６、０．５７、０．５８、０．５９、０．６、０．６５、０．７、０．８、０．９、０．９５、０．９９または約０．９９９の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．００１の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．００５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．０１の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．０５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．１の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．１５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．２の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．３の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４１の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４２の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４３の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４４の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４６の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４７の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４８の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４９の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５１の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５２の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５３の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５４の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５６の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５７の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５８の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５９の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．６の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．７の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．８の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．９の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．９５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．９９の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．９９９の値を有する。

【0114】

いくつかの実施形態において、ｙは少なくとも２、４、６、または１２である。いくつかの例において、ｙは少なくとも２である。いくつかの場合において、ｙは少なくとも４である。いくつかの場合において、ｙは少なくとも６である。いくつかの場合において、ｙは少なくとも１２である。

【0115】

【0116】

上記第２の式Ｔ_ｑのＴは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金とすることができる。場合により、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第８、９、１０、１１、１２、１３または１４族元素を含む合金とすることができる。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第５族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第６族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第７族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第８族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第９族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第１０族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第１１族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第１２族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第１３族元素を含む合金である。いくつかの例において、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第１４族元素を含む合金である。

【0117】

いくつかの例において、Ｔは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ａｌ及びＴｉから選択される少なくとも１種の元素を含む合金である。いくつかの場合において、Ｔは、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔｉ及びＳｉから選択される少なくとも１種の元素を含む合金である。いくつかの場合において、Ｔは、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉから選択される少なくとも１種の元素を含む合金である。いくつかの場合において、Ｔは、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉから選択される少なくとも１種の元素を含む合金である。いくつかの場合において、Ｔは、Ａｌ、Ｔｉ及びＳｉから選択される少なくとも１種の元素を含む合金である。いくつかの場合において、Ｔは、Ｔｉ及びＳｉから選択される少なくとも１種の元素を含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＣｕを含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＮｉを含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＣｏを含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＴを含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＳｉを含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＡｌを含む合金である。いくつかの実施形態において、ＴはＴｉを含む合金である。

【0118】

【0119】

【0120】

【0121】

いくつかの場合において、本明細書では、ｑ及びｎは重量百分率範囲である。

【0122】

いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料は酸化に対して耐性である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料は抗酸化特性を有する。例えば、上記複合材料が工具の表面に被覆される場合、該複合材料により、当該複合材料で被覆されていない工具と比較して当該工具の酸化速度が低下する。別の例において、上記複合材料が工具の表面に被覆される場合、該複合材料は、当該複合材料で被覆されていない工具と比較して当該工具の酸化を防止する。いくつかの例において、上記複合材料中のＴ_ｑにより、酸化の形成が阻害されるかまたは酸化速度が低下する。

【0123】

いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料は固溶体相を含む。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料は固溶体を形成する。いくつかの例において、固溶体相中の上記複合材料は、第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＢｅ_ｙ）_ｎのタングステン系化合物及び第２の式Ｔ_ｑを含む。

【0124】

いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約１０～約７０ＧＰａである。いくつかの例において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは、約１０～約６０ＧＰａ、約１０～約５０ＧＰａ、約１０～約４０ＧＰａ、約１０～約３０ＧＰａ、約２０～約７０ＧＰａ、約２０～約６０ＧＰａ、約２０～約５０ＧＰａ、約２０～約４０ＧＰａ、約２０～約３０ＧＰａ、約３０～約７０ＧＰａ、約３０～約６０ＧＰａ、約３０～約５０ＧＰａ、約３０～約４５ＧＰａ、約３０～約４０ＧＰａ、約３０～約３５ＧＰａ、約３５～約７０ＧＰａ、約３５～約６０ＧＰａ、約３５～約５０ＧＰａ、約３５～約４０ＧＰａ、約４０～約７０ＧＰａ、約４０～約６０ＧＰａ、約４０～約５０ＧＰａ、約４５～約６０ＧＰａまたは約４５～約５０ＧＰａである。いくつかの例において、本明細書に記載の複合材料の硬さは、約３０～約５０ＧＰａ、約３０～約４５ＧＰａ、約３０～約４０ＧＰａ、約３０～約３５ＧＰａ、約３５～約５０ＧＰａ、約３５～約４０ＧＰａ、約４０～約５０ＧＰａまたは約４５～約５０ＧＰａである。

【0125】

いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは、約１０ＧＰａ、約１５ＧＰａ、約２０ＧＰａ、約２５ＧＰａ、約３０ＧＰａ、約３１ＧＰａ、約３２ＧＰａ、約３３ＧＰａ、約３４ＧＰａ、約３５ＧＰａ、約３６ＧＰａ、約３７ＧＰａ、約３８ＧＰａ、約３９ＧＰａ、約４０ＧＰａ、約４１ＧＰａ、約４２ＧＰａ、約４３ＧＰａ、約４４ＧＰａ、約４５ＧＰａ、約４６ＧＰａ、約４７ＧＰａ、約４８ＧＰａ、約４９ＧＰａ、約５０ＧＰａ、５１ＧＰａ、５２ＧＰａ、５３ＧＰａ、５４ＧＰａ、５５ＧＰａ、５６ＧＰａ、約５７ＧＰａ、約５８ＧＰａ、約５９ＧＰａ、約６０ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約１０ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約１５ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約２０ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約２５ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約３０ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約３１ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約３２ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約３３ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約３４ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約３５ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約３６ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約３７ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約３８ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約３９ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約４０ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約４１ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約４２ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約４３ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約４４ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約４５ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約４６ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約４７ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約４８ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約４９ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約５０ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約５１ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約５２ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約５３ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約５４ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約５５ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約５６ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約５７ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約５８ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約５９ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の硬さは約６０ＧＰａ以上である。

【0126】

いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の体積弾性率は約３３０ＧＰａ～約３５０ＧＰａである。

【0127】

いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料の結晶粒径は約２０μｍ以下である。いくつかの例において、上記複合材料の結晶粒径は約１５μｍ以下、約１２μｍ以下、約１０μｍ以下、約８μｍ以下、約５μｍ以下、約２μｍ以下または約１μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約１５μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約１２μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約１０μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約９μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約８μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約７μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約６μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約５μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約４μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約３μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約２μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約１μｍ以下である。

【0128】

いくつかの例において、上記結晶粒径は平均結晶粒径である。いくつかの場合において、ベリリウムを含む複合材料の平均結晶粒径は約２０μｍ以下である。いくつかの例において、上記複合材料の平均結晶粒径は、約１５μｍ以下、約１２μｍ以下、約１０μｍ以下、約８μｍ以下、約５μｍ以下、約２μｍ以下または約１μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約１５μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約１２μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約１０μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約９μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約８μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約７μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約６μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約５μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約４μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約３μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約２μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約１μｍ以下である。

【0129】

いくつかの実施形態において、ベリリウムを含む複合材料は緻密化された複合材料である。いくつかの例において、上記緻密化された複合材料は、第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＢｅ_ｙ）_ｎのタングステン系化合物と第２の式Ｔ_ｑとを含む。

【0130】

ケイ素を含むタングステン系複合材料
いくつかの実施形態において、本明細書では、
（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＳｉ_ｙ）_ｎであって、
式中、
Ｗはタングステン（Ｗ）であり、
Ｓｉはケイ素（Ｓｉ）であり、
Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）、スカンジウム（Ｓｃ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、
ｘは０．００１～０．９９９であり、
ｙは少なくとも２．０であり、
ｎは０．００１～０．９９９である
上記第１の式と、
（ｂ）第２の式Ｔ_ｑであって、
式中、
Ｔは、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素を含む少なくとも１種の元素であり、
Ｔは、任意選択で、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素の組み合わせである合金を含んでいてもよく、
ｑは０．００１～０．９９９である
上記第２の式と
を含み、
ｑとｎとの和が１である複合材料が記載される。

【0131】

【0132】

いくつかの例において、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）から選択される２種以上の元素を含む。いくつかの場合において、ＭはＴａと、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｙ及びＡｌから選択される元素とを含む。いくつかの場合において、ＭはＴａと、ＭｎまたはＣｒから選択される元素とを含む。いくつかの場合において、ＭはＨｆと、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｔａ、Ｙ及びＡｌから選択される元素とを含む。いくつかの場合において、ＭはＺｒと、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｙ及びＡｌから選択される元素とを含む。いくつかの場合において、ＭはＹと、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｚｒ及びＡｌから選択される元素とを含む。

【0133】

【0134】

場合により、ｘは両端値を含む０．００１～０．９９９の範囲内の値を有することができる。場合により、ｘは、両端値を含む、０．００１～０．９９９、０．００５～０．９９、０．０１～０．９５、０．０５～０．９、０．１～０．９、０．００１～０．６、０．００５～０．６、０．０１～０．６、０．０５～０．６、０．１～０．６、０．２～０．６、０．３～０．６、０．４～０．６、０．００１～０．５５、０．００５～０．５５、０．０１～０．５５、０．０５～０．５５、０．１～０．５５、０．２～０．５５、０．３～０．５５、０．４～０．５５、０．４５～０．５５、０．００１～０．５、０．００５～０．５、０．０１～０．５、０．０５～０．５、０．１～０．５、０．２～０．５、０．３～０．５、０．４～０．５、０．５～０．５５、０．４５～０．５、０．００１～０．４、０．００５～０．４、０．０１～０．４、０．０５～０．４、０．１～０．４、０．２～０．４、０．００１～０．３、０．００５～０．３、０．０１～０．３、０．０５～０．３、０．１～０．３、０．００１～０．２、０．００５～０．２、０．０１～０．２、０．０５～０．２、または０．１～０．２の範囲内の値を有することができる。いくつかの場合において、ｘは両端値を含む０．１～０．９の範囲内の値を有する。いくつかの例において、ｘは、両端値を含む、０．００１～０．６、０．００５～０．６、０．００１～０．４、または０．００１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．６の範囲の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．５の範囲内の値を有する。

【0135】

【0136】

いくつかの場合において、ｘは、約０．００１、０．００５、０．０１、０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４１、０．４２、０．４３、０．４４、０．４５、０．４６、０．４７、０．４８、０．４９、０．５、０．５１、０．５２、０．５３、０．５４、０．５５、０．５６、０．５７、０．５８、０．５９、０．６、０．６５、０．７、０．８、０．９、０．９５、０．９９または約０．９９９の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．００１の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．００５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．０１の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．０５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．１の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．１５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．２の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．３の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４１の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４２の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４３の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４４の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４６の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４７の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４８の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．４９の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５１の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５２の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５３の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５４の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５６の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５７の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５８の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．５９の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．６の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．７の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．８の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．９の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．９５の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．９９の値を有する。いくつかの場合において、ｘは約０．９９９の値を有する。

【0137】

【0138】

【0139】

【0140】

【0141】

【0142】

【0143】

【0144】

いくつかの場合において、本明細書では、ｑ及びｎは重量百分率範囲である。

【0145】

いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料は酸化に対して耐性である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料は抗酸化特性を有する。例えば、上記複合材料が工具の表面に被覆される場合、該複合材料により、当該複合材料で被覆されていない工具と比較して当該工具の酸化速度が低下する。別の例において、上記複合材料が工具の表面に被覆される場合、該複合材料は、当該複合材料で被覆されていない工具と比較して当該工具の酸化を防止する。いくつかの例において、上記複合材料中のＴ_ｑにより、酸化の形成が阻害されるかまたは酸化速度が低下する。

【0146】

いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料は固溶体相を含む。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料は固溶体を形成する。いくつかの例において、固溶体相中の上記複合材料は、第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＳｉ_ｙ）_ｎのタングステン系化合物及び第２の式Ｔ_ｑを含む。

【0147】

いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約１０～約７０ＧＰａである。いくつかの例において、ケイ素を含む複合材料の硬さは、約１０～約６０ＧＰａ、約１０～約５０ＧＰａ、約１０～約４０ＧＰａ、約１０～約３０ＧＰａ、約２０～約７０ＧＰａ、約２０～約６０ＧＰａ、約２０～約５０ＧＰａ、約２０～約４０ＧＰａ、約２０～約３０ＧＰａ、約３０～約７０ＧＰａ、約３０～約６０ＧＰａ、約３０～約５０ＧＰａ、約３０～約４５ＧＰａ、約３０～約４０ＧＰａ、約３０～約３５ＧＰａ、約３５～約７０ＧＰａ、約３５～約６０ＧＰａ、約３５～約５０ＧＰａ、約３５～約４０ＧＰａ、約４０～約７０ＧＰａ、約４０～約６０ＧＰａ、約４０～約５０ＧＰａ、約４５～約６０ＧＰａまたは約４５～約５０ＧＰａである。いくつかの例において、本明細書に記載の複合材料の硬さは、約３０～約５０ＧＰａ、約３０～約４５ＧＰａ、約３０～約４０ＧＰａ、約３０～約３５ＧＰａ、約３５～約５０ＧＰａ、約３５～約４０ＧＰａ、約４０～約５０ＧＰａまたは約４５～約５０ＧＰａである。

【0148】

いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは、約１０ＧＰａ、約１５ＧＰａ、約２０ＧＰａ、約２５ＧＰａ、約３０ＧＰａ、約３１ＧＰａ、約３２ＧＰａ、約３３ＧＰａ、約３４ＧＰａ、約３５ＧＰａ、約３６ＧＰａ、約３７ＧＰａ、約３８ＧＰａ、約３９ＧＰａ、約４０ＧＰａ、約４１ＧＰａ、約４２ＧＰａ、約４３ＧＰａ、約４４ＧＰａ、約４５ＧＰａ、約４６ＧＰａ、約４７ＧＰａ、約４８ＧＰａ、約４９ＧＰａ、約５０ＧＰａ、５１ＧＰａ、５２ＧＰａ、５３ＧＰａ、５４ＧＰａ、５５ＧＰａ、５６ＧＰａ、約５７ＧＰａ、約５８ＧＰａ、約５９ＧＰａ、約６０ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約１０ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約１５ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約２０ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約２５ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約３０ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約３１ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約３２ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約３３ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約３４ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約３５ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約３６ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約３７ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約３８ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約３９ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約４０ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約４１ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約４２ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約４３ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約４４ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約４５ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約４６ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約４７ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約４８ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約４９ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約５０ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約５１ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約５２ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約５３ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約５４ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約５５ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約５６ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約５７ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約５８ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約５９ＧＰａ以上である。いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の硬さは約６０ＧＰａ以上である。

【0149】

いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の体積弾性率は約３３０ＧＰａ～約３５０ＧＰａである。

【0150】

いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料の結晶粒径は約２０μｍ以下である。いくつかの例において、上記複合材料の結晶粒径は約１５μｍ以下、約１２μｍ以下、約１０μｍ以下、約８μｍ以下、約５μｍ以下、約２μｍ以下または約１μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約１５μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約１２μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約１０μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約９μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約８μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約７μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約６μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約５μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約４μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約３μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約２μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の結晶粒径は約１μｍ以下である。

【0151】

いくつかの例において、上記結晶粒径は平均結晶粒径である。いくつかの場合において、ケイ素を含む複合材料の平均結晶粒径は約２０μｍ以下である。いくつかの例において、上記複合材料の平均結晶粒径は、約１５μｍ以下、約１２μｍ以下、約１０μｍ以下、約８μｍ以下、約５μｍ以下、約２μｍ以下または約１μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約１５μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約１２μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約１０μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約９μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約８μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約７μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約６μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約５μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約４μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約３μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約２μｍ以下である。いくつかの場合において、上記複合材料の平均結晶粒径は約１μｍ以下である。

【0152】

いくつかの実施形態において、ケイ素を含む複合材料は緻密化された複合材料である。いくつかの例において、上記緻密化された複合材料は、第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＳｉ_ｙ）_ｎのタングステン系化合物と第２の式Ｔ_ｑとを含む。

【0153】

特定の実施形態において、本明細書では、少なくとも硬質材料の表面である、切削もしくは研磨用の表面または本体を備える工具であって、上記硬質材料が、
（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎを含む第１の組成物であり、
式中、
Ｗはタングステン（Ｗ）であり、
Ｘはホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、及びケイ素（Ｓｉ）の１種であり、
Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、
ｘは０．００１～０．９９９であり、
ｙは少なくとも２．０であり、
ｎは０．００１～０．９９９である
上記第１の組成物と、
（ｂ）第２の式Ｔ_ｑを含む組成物であり、
式中、
Ｔは、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素を含む少なくとも１種の元素であり、
Ｔは、任意選択で、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素の組み合わせである合金を含んでいてもよく、
ｑは０．００１～０．９９９である
上記組成物と
の２種の組成物を含み、
ｑとｎとの和が１である上記工具も記載される。

【0154】

本明細書においては、ドーパントが添加されたＷ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙの複合材料も記載される。いくつかの態様において、本明細書には、例えば、元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族金属のドーパント材が記載され、該ドーパント材は、破壊靭性、耐摩耗性、熱伝導率、及び／または延性を増加及び／または向上させることから、その存在は有益である。特定の態様において、焼結した複合材中に存在する結合材の量（全質量に対する質量パーセントとして）は、特定の用途に応じて変化する。例えば、いくつかの用途にはより高い破壊靱性が必要とされる場合があり、したがって、必要とされる結合材の量は、より高い耐摩耗性が必要とされる用途よりも高くなる場合があり、後者の用途には本質的により少ない結合材が用いられることとなる。特定の用途の例としては、硬化肉盛工具、旋盤インサート、ダウンホールビット本体、ゲージパッド、押出ダイ表面、空気圧及び油圧削摩メディアヘッドなどが挙げられるが、これらに限定はされない。

【0155】

【0156】

【0157】

いくつかの実施形態において、ＸはＢである。いくつかの実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒの１種である。いくつかの実施形態において、ＸはＢであり、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒの１種である。

【0158】

いくつかの実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｙ、及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒから選択される。いくつかの実施形態において、ＭはＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒから選択される。場合により、ＭはＴａ、Ｍｎ、Ｃｒ、及びＭｎ、またはＴａ及びＣｒから選択することができる。ＭはＲｅとすることができる。他の場合において、ＭはＨｆ、Ｚｒ、及びＹから選択することができる。ＭはＴａとすることができる。ＭはＭｎとすることができる。ＭはＣｒとすることができる。ＭはＴａ及びＭｎとすることができる。ＭはＴａ及びＣｒとすることができる。ＭはＨｆとすることができる。ＭはＺｒとすることができる。ＭはＹとすることができる。ＭはＴｉとすることができる。ＭはＶとすることができる。ＭはＣｏとすることができる。ＭはＮｉとすることができる。ＭはＣｕとすることができる。ＭはＺｎとすることができる。ＭはＮｂとすることができる。ＭはＭｏとすることができる。ＭはＲｕとすることができる。ＭはＯｓとすることができる。ＭはＩｒとすることができる。ＭはＬｉとすることができる。ＭはＳｃとすることができる。ＭはＡｌとすることができる。

【0159】

場合により、ｘは両端値を含む０．００１～０．９９９の範囲内の値を有することができる。場合により、ｘは、両端値を含む、０．００１～０．９９９、０．００５～０．９９、０．０１～０．９５、０．０５～０．９、０．１～０．９、０．００１～０．６、０．００５～０．６、０．０１～０．６、０．０５～０．６、０．１～０．６、０．２～０．６、０．３～０．６、０．４～０．６、０．００１～０．５５、０．００５～０．５５、０．０１～０．５５、０．０５～０．５５、０．１～０．５５、０．２～０．５５、０．３～０．５５、０．４～０．５５、０．４５～０．５５、０．００１～０．５、０．００５～０．５、０．０１～０．５、０．０５～０．５、０．１～０．５、０．２～０．５、０．３～０．５、０．４～０．５、０．５～０．５５、０．４５～０．５、０．００１～０．４、０．００５～０．４、０．０１～０．４、０．０５～０．４、０．１～０．４、０．２～０．４、０．００１～０．３、０．００５～０．３、０．０１～０．３、０．０５～０．３、０．１～０．３、０．００１～０．２、０．００５～０．２、０．０１～０．２、０．０５～０．２、または０．１～０．２の範囲内の値を有することができる。いくつかの場合において、ｘは両端値を含む０．１～０．９の範囲内の値を有する。いくつかの例において、ｘは、両端値を含む、０．００１～０．６、０．００５～０．６、０．００１～０．４、または０．００１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．６の範囲の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．００１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．０１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．１～０．２の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．２～０．３の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．５の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．３～０．４の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．８の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．７の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．６の範囲内の値を有する。いくつかの更なる例において、ｘは両端値を含む０．４～０．５の範囲内の値を有する。

【0160】

【0161】

【0162】

【0163】

【0164】

【0165】

【0166】

【0167】

【0168】

【0169】

【0170】

【0171】

【0172】

【0173】

【0174】

【0175】

【0176】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料はＷＢ_４を含む。

【0177】

いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢである。いくつかの実施形態において、Ｍ'はＨｆ、Ｚｒ及びＹの１種である。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＨｆである。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＺｒである。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＹである。他の実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＨｆ及びＹを含む。他の実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＨｆ及びＹを含む。他の実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＺｒ及びＹを含む。更に他の実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＨｆ、Ｚｒ及びＹを含む。

【0178】

いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＨｆであり、上記第２の式はＨｆＢである。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＨｆであり、上記第２の式はＨｆＢ_２である。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＨｆであり、上記第２の式はＨｆＢとＨｆＢ_２との組み合わせである。

【0179】

いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＺｒであり、上記第２の式はＺｒＢである。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＺｒであり、上記第２の式はＺｒＢ_２である。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＺｒであり、上記第２の式はＺｒＢとＺｒＢ_２との組み合わせである。

【0180】

いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＹであり、上記第２の式はＹＢ_２である。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＹであり、上記第２の式はＹＢ_４である。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＹであり、上記第２の式はＹＢ_６である。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＹであり、上記第２の式はＹＢ_１２である。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＹであり、上記第２の式はＹＢ_２とＹＢ_４との組み合わせである。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＹであり、上記第２の式はＹＢ_２とＹＢ_６との組み合わせである。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＹであり、上記第２の式はＹＢ_２とＹＢ_１２との組み合わせである。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＹであり、上記第２の式はＹＢ_４とＹＢ_６との組み合わせである。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＹであり、上記第２の式はＹＢ_４とＹＢ_１２との組み合わせである。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＹであり、上記第２の式はＹＢ_６とＹＢ_１２との組み合わせである。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＹであり、上記第２の式はＹＢ_２と、ＹＢ_４と、ＹＢ_６との組み合わせである。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＹであり、上記第２の式はＹＢ_２と、ＹＢ_４と、ＹＢ_１２との組み合わせである。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＹであり、上記第２の式はＹＢ_４と、ＹＢ_６と、ＹＢ_１２との組み合わせである。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＹであり、上記第２の式はＹＢ_２と、ＹＢ_６と、ＹＢ_１２との組み合わせである。いくつかの実施形態において、Ｘ'はＢであり、Ｍ'はＹであり、上記第２の式はＹＢ_２と、ＹＢ_４と、ＹＢ_６と、ＹＢ_１２との組み合わせである。

【0181】

【0182】

【0183】

いくつかの場合において、本明細書では、ｑ及びｎは重量百分率範囲である。

【0184】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は酸化に対して耐性である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は抗酸化特性を有する。例えば、本複合材料が工具の表面に被覆される場合、該複合材料により、当該複合材料で被覆されていない工具と比較して当該工具の酸化速度が低下する。別の例において、本複合材料が工具の表面に被覆される場合、該複合材料は、当該複合材料で被覆されていない工具と比較して当該工具の酸化を防止する。いくつかの例において、本複合材料中の（Ｍ'Ｘ'）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_２）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_４）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_６）_ｑ、もしくは（Ｍ'Ｘ'₁₂）_ｑ、またはそれらの組み合わせにより、酸化の形成が阻害されるかまたは酸化速度が低下する。

【0185】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は固溶体相を含む。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は固溶体を形成する。いくつかの例において、固溶体相中の本複合材料は、第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎのタングステン系化合物及び第２の式（Ｍ'Ｘ'）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_２）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_４）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_６）_ｑ、もしくは（Ｍ'Ｘ'₁₂）_ｑ、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの例において、固溶体相中の本複合材料は第１の式（Ｗ_１－_ｘＭ_ｘＢ_４）_ｎのタングステン系化合物及び第２の式（Ｍ'Ｘ'）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_２）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_４）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_６）_ｑ、もしくは（Ｍ'Ｘ'₁₂）_ｑ、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの例において、固溶体相中の本複合材料は第１の式（ＷＢ_４）_ｎのタングステン系化合物及び第２の式（Ｍ'Ｘ'）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_２）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_４）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_６）_ｑ、もしくは（Ｍ'Ｘ'₁₂）_ｑ、またはそれらの組み合わせを含む。

【0186】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の硬さは約１０～約７０Ｇである。いくつかの例において、本明細書に記載の複合材料の硬さは、約１０～約６０ＧＰａ、約１０～約５０ＧＰａ、約１０～約４０ＧＰａ、約１０～約３０ＧＰａ、約２０～約７０ＧＰａ、約２０～約６０ＧＰａ、約２０～約５０ＧＰａ、約２０～約４０ＧＰａ、約２０～約３０ＧＰａ、約３０～約７０ＧＰａ、約３０～約６０ＧＰａ、約３０～約５０ＧＰａ、約３０～約４５ＧＰａ、約３０～約４０ＧＰａ、約３０～約３５ＧＰａ、約３５～約７０ＧＰａ、約３５～約６０ＧＰａ、約３５～約５０ＧＰａ、約３５～約４０ＧＰａ、約４０～約７０ＧＰａ、約４０～約６０ＧＰａ、約４０～約５０ＧＰａ、約４５～約６０ＧＰａまたは約４５～約５０ＧＰａである。いくつかの例において、本明細書に記載の複合材料の硬さは、約３０～約５０ＧＰａ、約３０～約４５ＧＰａ、約３０～約４０ＧＰａ、約３０～約３５ＧＰａ、約３５～約５０ＧＰａ、約３５～約４０ＧＰａ、約４０～約５０ＧＰａまたは約４５～約５０ＧＰａである。

【0187】

【0188】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料の体積弾性率は約３３０ＧＰａ～約３５０ＧＰａである。

【0189】

【0190】

【0191】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の複合材料は緻密化された複合材料である。いくつかの例において、上記緻密化された複合材料は、上記第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎのタングステン系化合物と上記第２の式（Ｍ'Ｘ'）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_２）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_４）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_６）_ｑ、もしくは（Ｍ'Ｘ'₁₂）_ｑ、またはそれらの組み合わせの化合物とを含む。いくつかの例において、上記緻密化された複合材料は、上記第１の式（Ｗ_１－_ｘＭ_ｘＢ_４）_ｎのタングステン系化合物と上記第２の式（Ｍ'Ｘ'）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_２）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_４）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_６）_ｑ、もしくは（Ｍ'Ｘ'₁₂）_ｑ、またはそれらの組み合わせの化合物とを含む。いくつかの例において、上記緻密化された複合材料は、上記第１の式ＷＢ_４のタングステン系化合物と上記第２の式（Ｍ'Ｘ'）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_２）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_４）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_６）_ｑ、もしくは（Ｍ'Ｘ'₁₂）_ｑ、またはそれらの組み合わせの化合物とを含む。

【0192】

特定の実施形態において、本明細書では、少なくとも硬質材料の表面である、切削もしくは研磨用の表面または本体を備える工具であって、上記硬質材料が、
（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎを含む組成物であり、
式中、
Ｗはタングステン（Ｗ）であり、
Ｘは、ホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、及びケイ素（Ｓｉ）の１種であり、
Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、
ｘは０．００１～０．９９９であり、
ｙは少なくとも２．０であり、
ｎは０．００１～０．９９９である
上記組成物と、
（ｂ）第２の式（Ｍ'Ｘ'）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_２）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_４）_ｑ、（Ｍ'Ｘ'_６）_ｑ、もしくは（Ｍ'Ｘ'₁₂）_ｑ、またはそれらの組み合わせを含む組成物であり、
式中、
Ｘ'はＢ、Ｂｅ、及びＳｉの１種であり、
Ｍ'はＨｆ、Ｚｒ、及びＹの少なくとも１種であり、
ｑは０．００１～０．９９９である
上記組成物と
の２種の組成物を含み、
ｑとｎとの和が１であり、
上記第２の組成物（ｂ）が、上記第１の組成物のエッジ部を部分的にまたは全体的に取り囲み、保護被覆として作用する上記工具が記載される。

【0193】

四ホウ化タングステン
本発明の主題のいくつかの実施形態は、種々の濃度の（一部のもしくは全ての）タングステン及び／またはホウ素を、それぞれ遷移金属及び軽元素で置換することによる、四ホウ化タングステン（ＷＢ_４）の硬さの改善に関する。固溶体、結晶粒界分散及び析出硬化機構に起因する硬さの増加が、本発明の主題のいくつかの実施形態に係る、寿命が向上した工作機械の製造に繋がる。いくつかの実施形態において、バルク状及び薄膜状の両方の上記開発された材料は、ドリルビット、鋸刃、旋盤インサート及び押出ダイ、ならびにカップ、管及び金属線引抜き加工用型押し具を含む種々の用途に用いられる。

【0194】

遷移金属ホウ化物の領域における従来技術の技術水準としては、オスミウム及びルテニウムの二ホウ化化合物、二ホウ化レニウム及び二ホウ化タングステンの固相合成ならびにキャラクタリゼーションが挙げられる。四ホウ化タングステン（ＷＢ_４）の高い硬さという概念が最初に導入され、ＷＢ_４は上述の超硬二ホウ化物と比較してより多くのホウ素－ホウ素結合を含有し、その超硬材料としての応用が議論された。

【0195】

遷移金属及び軽元素を含む四ホウ化タングステン
本発明の主題のいくつかの実施形態に係る、タングステンをレニウムなどの他の遷移金属で置換することによる、四ホウ化タングステンをベースとする新規な超硬材料が記載される。この開発された材料は、安価であること及び金属導電性を有することに加えて、５０ＧＰａを優に超える改善されたビッカース硬さを示し、このビッカース硬さはＷＢ_４のビッカース硬さ（約４３ＧＰａ）よりも格段に高い。

【0196】

本発明の主題のいくつかの実施形態によれば、Ｗを他の金属（Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｓｃ、Ｙ、及びＡｌ）で、及び／またはＢを（Ｂｅ及びＳｉなどの）軽元素で置換することによって、ＷＢ_４の組成の変化形が合成される。これらの元素の純粋な粉末を一緒に、所望の化学量論で、均一な混合物が得られるまでメノウ乳鉢及び乳棒を用いて摩砕する。ＷＢ_４化合物の場合、１：１２のタングステン対ホウ素比を用いる必要がある。上記過剰のホウ素は、合成中のその蒸発を補償し、タングステン－ホウ素系の二元系状態図に基づくＷＢ_４構造の熱力学的安定性を確保するために必要である。それぞれの混合物を油圧（ボトルジャッキ）圧縮機によってペレットに圧縮成形する。次いで、上記ペレットをアーク溶解炉に入れ、環境圧の高純度アルゴン下で＞６０アンペアのＡＣ／ＤＣ電流を印加する。いくつかの他の実施形態においては、熱間圧縮及びスパークプラズマ焼結を含む他の合成技法が用いられる。これらの材料の薄膜を作製するためには、スパッタリング、拡散浸透処理などの種々の蒸着技法が用いられる。

【0197】

これらの化合物の工業的な実施には、いくつかの軽微な技術的修正及びそれらを工業的規模に適合させることが必要である。例えば、いくつかの用途には、大きなペレットを圧縮成形するための強力な圧縮機及び大きなペレットをアーク溶解させるための大型アーク溶解炉を用いることが必要となる。試験片を合成するために焼結法を用いる場合には、当該製品の特定の形状（インサート、ドリルビット、ダイなど）に適した、大型熱間圧縮機またはＳＰＳ機及び適切に設計されたダイが必要となる場合がある。これらの化合物の大部分は導電性であることから、製造時間を短縮するために、本発明の主題のいくつかの実施形態に係るこれらの超硬材料から製造された製品の製造に必要な、切削、穿孔、仕上げ及びその他の合成後の加工に、放電加工機（ＥＤＭ）も非常に有益である。上記製品に延性を付与するために、Ｃｏ、Ｎｉ、もしくはＣｕまたはこれらの３種の元素の組み合わせを添加することが有用である。いくつかの実施形態において、これらの材料の薄膜用途には、ハイテク薄膜蒸着システムが必要とされる。

【0198】

いくつかの実施形態において、本明細書では、合成に成功しキャラクタライズした、種々の濃度のＲｅを含むＷＢ_４、すなわちＷ_１－ｘＲｅ_ｘＢ_４（ｘ＝０．００５～０．５）が記載される。当該の実験によって、１ｗｔ％のＷをＲｅで置換すると、ＷＢ_４の０．４９Ｎの印加荷重下でのビッカース硬さが約４３ＧＰａから約５０ＧＰａに増加することが明らかになる。この化合物は空気中で４００℃まで熱的に安定である。本明細書には、種々の化学量論のＴａ、Ｍｏ、Ｍｎ及びＣｒを含む合成されたＷＢ_４も記載され、いくつかのそれらの化合物の硬さの測定結果は５０ＧＰａより十分に高い。例えば、ＷＢ_４中の約２．０ｗｔ％、４．０ｗｔ％及び１０．０ｗｔ％のＷがＴａ、Ｍｎ及びＣｒで置換された場合、ビッカース硬さの値（０．４９Ｎの印加荷重下）は、それぞれ５２．８ＧＰａ、５３．７ＧＰａ、及び５３．５ＧＰａであることが測定されている。また、本明細書には、これらの結果を利用することにより、ＷＢ_４中のＴａの濃度を２．０ｗｔ％に維持しつつ、Ｍｎ及びＣｒの濃度を２．０ｗｔ％から１０．０ｗｔ％まで変化させることによって合成した、これら３種の元素の組み合わせを含むＷＢ_４の３元／４元系固溶体が記載される。これにより、Ｗ_０．９４Ｔａ_０．０２Ｍｎ_０．０４Ｂ_４の組み合わせ及びＷ_０．９３Ｔａ_０．０２Ｃｒ_０．０５Ｂ_４の組み合わせに関し、それぞれ５５．８ＧＰａ及び５７．３ＧＰａという高い硬さ（０．４９Ｎにおける）の値が得られた。ＷＢ_４はその優れた導電性に起因して、ＥＤＭ機を用いて容易に切断されることが実証されている。ＥＤＭによる切削試料は、上記合成材料の機械加工性能を試験するために用いられる。これらの化合物の延性は、該化合物にＣｏ、ＮｉまたはＣｕを添加することによって改善される。

【0199】

本発明の主題のいくつかの実施形態に係る工具は、本発明の主題の実施形態に係るいずれかの組成物から作製された少なくとも切削用または研磨用表面を有する。いくつかの実施形態において、工具は、本発明の主題の実施形態に係る上述の組成物の膜または被覆を有する。他の実施形態において、工具は、本発明の主題の実施形態に係る上述の組成物から作製された構成部材から作製される及び／または該構成部材を備える。いくつかの実施形態において、ドリルビット、ブレード、ダイなどが、本発明の主題の実施形態に係る上述の材料で被覆されるかまたは該材料から作製されるかのいずれかである。但し、工具及び工具の構成部材はこれらの例には限定されない。他の実施形態において、粉末または顆粒の形態の上述の材料が、研磨機能を与えるために、単独でまたは支持構造体に取り付けられて提供される。いくつかの実施形態において、本発明の主題に係る組成物が、炭化タングステンなどの現在使用されている硬質材料を置換する用途に用いられる。いくつかの実施形態において、上述の材料が、耐摩耗性及び摩耗またはその他の損傷に対する耐性を与えるための保護表面被覆として用いられる。

【0200】

遷移金属及び軽元素を含む四ホウ化タングステンの結合材組成物
いくつかの実施形態において、本明細書では、遷移金属及び軽元素を含むＷＢ_４の変化形（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ組成物）と元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族遷移金属元素などの結合材との組み合わせとして提供される複合材料が記載される。いくつかの実施形態において、本明細書では、遷移金属及び軽元素を含むＷＢ_４の変化形（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ組成物）と元素の周期表の第８、９または１０族遷移金属元素などの結合材との組み合わせとして提供される複合材料が記載される。更なる実施形態において、上記結合材はＦｅ、Ｃｏ、及びＮｉの少なくとも１種の元素を含み、上記結合材のｗｔ％の範囲は０．００１～０．５である。いくつかの更なる実施形態において、上記結合材のｗｔ％の範囲は０．０１～０．５である。いくつかの更なる実施形態において、上記結合材のｗｔ％の範囲は０．１～０．５である。

【0201】

いくつかの実施形態において、本複合材料は、９０ｗｔ％の、遷移金属及び軽元素を含むＷ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙと、１０ｗｔ％の結合材としてのＣｏ金属とを含む。いくつかの更なる実施形態において、本複合材料は約７３ｗｔ％～約９５ｗｔ％のＷ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙと、約５ｗｔ％～約２７ｗｔ％の固溶体Ｃｏ－Ｎｉ－Ｆｅ結合材とを含み、上記結合材は、約４０ｗｔ％～約９０ｗｔ％のＣｏと、約４ｗｔ％～約３６ｗｔ％のＮｉと、約４ｗｔ％～約３６ｗｔ％のＦｅとを含み、Ｎｉ：Ｆｅ比が約１．５：１～約１：１．５であり、上記結合材の上記固溶体は実質的に応力及びひずみ誘起相変態を示さない。

【0202】

いくつかの実施形態において、非限定的な例として、上記Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ組成物を微粉（例えば１～３０μｍ）に摩砕し、上記結合材の微粉と十分に混合し、次いで緻密化を行って、これを十分に緻密化された複合材料にする。いくつかの実施形態において、非限定的な例として、上記Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ組成物を微粉（例えば１～１０μｍ）に摩砕し、上記結合材の微粉と十分に混合し、次いで緻密化を行って、これを十分に緻密化された複合材料にする。

【0203】

いくつかの実施形態において、非限定的な例として、混合した所定の比率のＷ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙと結合材との組成物を所望の形状のダイ中に充填し、荷重下（例えば２０トン）で圧縮成形して未熱処理ペレットを製造し、次いで上記ペレットを高温真空炉（例えば１４００℃）中で暫時（例えば１～６時間）焼結させる。最終生成物は十分に緻密化された、ＷＢ_４の結合材との複合材である。他の実施形態において、非限定的な例として、混合した所定の比率のＷ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙと結合材との組成物をグラファイトダイ中に充填して油圧圧密化し、次いでスパークプラズマ焼結炉（ＳＰＳ）または高温高圧炉（ＨＴＨＰ）または熱間静水圧圧縮機（ＨＩＰ）に装填し、圧縮加工及び温度掃引に同時にまたは逐次的にいずれかで供し、それによって十分に緻密化されたＷＢ_４の結合材との複合材を製造する。

【0204】

いくつかの例において、これらの仕上げられた材料は、Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙの式を有する化合物と比較して靭性が高く、硬さが犠牲になる。但し、（「純粋な」Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ単独では対処することができない、例えば機械加工などの）適用環境において要求されることが多い特性を示す。

【0205】

本発明の主題のいくつかの実施形態に係る工具は、結合材に対するＷ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙの所定の組成を有する、本発明の主題の実施形態に係るいずれかの複合材料から作製された少なくとも切削用または研磨用表面を有する。いくつかの実施形態において、工具は、本発明の主題の実施形態に係る上述の複合材料の膜または被覆を有する。他の実施形態において、工具は、本発明の主題の実施形態に係る上述の複合材料から作製された構成部材から作製される及び／または該構成部材を備える。いくつかの実施形態において、ドリルビット、ブレード、ダイなどが、本発明の主題の実施形態に係る上述の材料で被覆されるかまたは該材料から作製されるかのいずれかである。但し、工具及び工具の構成部材はこれらの例には限定されない。他の実施形態において、粉末または顆粒の形態の上述の材料が、研磨機能を与えるために、単独でまたは支持構造体に取り付けられて提供される。いくつかの実施形態において、本発明の主題に係る複合材料が、例えば炭化タングステンなどの、現在使用されている硬質材料を置換する用途に用いられる。いくつかの実施形態において、上述の材料が、例えば、耐摩耗性及び摩耗またはその他の損傷に対する耐性を与えるための保護表面被覆として用いられる。

【0206】

保護被覆を有する遷移金属及び軽元素を含む四ホウ化タングステン
いくつかの実施形態において、Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ（式中、Ｗはタングステン（Ｗ）であり、Ｘはホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）及びケイ素（Ｓｉ）の１種であり、ＭはＨｆ、Ｚｒ、もしくはＹ、またはそれらの組み合わせである）の組成処方。この組成処方において、Ｍは、式Ｍ'Ｘ'、Ｍ'Ｘ'_２、Ｍ'Ｘ'_４、Ｍ'Ｘ'_６、もしくはＭ'Ｘ'_１２またはそれらの組み合わせの組成物を形成し、上記Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ組成物のエッジ部を部分的にまたは全体的に取り囲み、保護被覆として作用する。組成処方Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙにおいて、最終生成物中のｘは、少なくとも０．００１及び０．５０未満の組成である。いくつかの実施形態において、非限定的な例として、Ｈｆ、Ｚｒ、もしくはＹ、またはそれらの組み合わせを過剰に添加する（ｘが０．５０～１．５である名目上の合成前の組成処方であり、その結果上記組成処方がアーク溶解前でＷ_０．９Ｍ_１．５Ｂ_４となる）ことによって、結晶粒界における合成後の組成物はＷ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ＋ＭＸ２となる。したがって本質的には、上記組成物は、上記固溶体添加剤を含む（エッジ部を部分的にまたは全体的に取り囲む２次相を有する）ＷＢ_４である。いくつかの場合において、意図してＷＢ_４を２次相で取り囲むのは、該２次相をもたない化合物と比較して酸化耐性を向上させるためである。いくつかの場合において、上記２次相はその下にあるＷＢ_４を酸化から保護する。いくつかの実施形態において、非限定的な例として、複合材／２元組成物（結晶粒界におけるＭＢ２を含むＷＢ_４）として、高酸化点であるいずれの二ホウ化物（ＭＢ２（式中、ＭはＨｆ、Ｚｒ、及びＹの少なくとも１種である））も被覆することが重要である。これらの２種の種は緊密な状態で散在し、分離不可であろう。

【0207】

本発明の主題のいくつかの実施形態に係る工具は、ＭＢ２を含有する保護用の被覆に対するＷ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙの所定の組成を有する、本発明の主題の実施形態に係るいずれかの複合材料から作製された、少なくとも切削用または研磨用表面を有する。いくつかの実施形態において、工具は、本発明の主題の実施形態に係る上述の複合材料の膜または被覆を有する。他の実施形態において、工具は、本発明の主題の実施形態に係る上述の複合材料から作製された構成部材から作製される及び／または該構成部材を備えるように設計される。いくつかの実施形態において、ドリルビット、ブレード、ダイなどが、本発明の主題の実施形態に係る上述の材料で被覆されるかまたは該材料から作製されるかのいずれかである。但し、工具及び工具の構成部材はこれらの例には限定されない。他の実施形態において、粉末または顆粒の形態の上述の材料が、研磨機能を与えるために、単独でまたは支持構造体に取り付けられて提供される。いくつかの実施形態において、本発明の主題に係る複合材料が、例えば炭化タングステンなどの、現在使用されている硬質材料を置換する用途に用いられる。いくつかの実施形態において、上述の材料が、例えば、耐摩耗性及び摩耗またはその他の損傷に対する耐性を与えるための保護表面被覆として用いられる。

【0208】

製造方法
特定の実施形態において、本明細書には複合材料の製造方法が記載される。いくつかの実施形態において、本明細書には、（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎを有する組成物と、第２の式Ｔ_ｑを有する組成物とを、粉体混合物を製造するのに十分な時間互いに混合することであって、式中、ＸはＢ、Ｂｅ及びＳｉの１種であり、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｘは０．００１～０．９９９であり、ｙは少なくとも４．０であり、ｑ及びｎはそれぞれ独立に０．００１～０．９９９であり、ｑとｎとの和が１である上記混合することと、（ｂ）ペレットを形成するのに十分な圧力下で上記粉体混合物を圧縮成形することと、（ｃ）上記ペレットを緻密化された複合材料を製造するのに十分な温度で焼結することとを含む、酸化耐性の複合材料の製造方法が記載される。

【0209】

いくつかの実施形態において、本明細書には、（ａ）式（Ｗ_１－_ｘＭ_ｘＢ_４）_ｎを有する第１の組成物と、式Ｔ_ｑの第２の組成物とを、粉体混合物を製造するのに十分な時間互いに混合することであって、式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｘは０．００１～０．９９９であり、ｑ及びｎはそれぞれ独立に０．００１～０．９９９であり、ｑとｎとの和が１である上記混合することと、（ｂ）ペレットを形成するのに十分な圧力下で上記粉体混合物を圧縮成形することと、（ｃ）上記ペレットを緻密化された複合材料を製造するのに十分な温度で焼結することとを含む、緻密化された複合材料の製造方法が記載される。

【0210】

いくつかの実施形態において、本明細書には、（ａ）式（ＷＢ_４）_ｎを有する第１の組成物と、式Ｔ_ｑの第２の組成物とを、粉体混合物を製造するのに十分な時間互いに混合することであって、式中、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｑ及びｎはそれぞれ独立に０．００１～０．９９９であり、ｑとｎとの和が１である上記混合することと、（ｂ）ペレットを形成するのに十分な圧力下で上記粉体混合物を圧縮成形することと、（ｃ）上記ペレットを緻密化された複合材料を製造するのに十分な温度で焼結することとを含む、緻密化された複合材料の製造方法が記載される。

【0211】

いくつかの実施形態において、本明細書には、（ａ）式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＢｅ_ｙ）_ｎを有する第１の組成物と、式Ｔ_ｑの第２の組成物とを、粉体混合物を製造するのに十分な時間互いに混合することであって、式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｘは０．００１～０．９９９であり、ｙは少なくとも４．０であり、ｑ及びｎはそれぞれ独立に０．００１～０．９９９であり、ｑとｎとの和が１である上記混合することと、（ｂ）ペレットを形成するのに十分な圧力下で上記粉体混合物を圧縮成形することと、（ｃ）上記ペレットを緻密化された複合材料を製造するのに十分な温度で焼結することとを含む、緻密化された複合材料の製造方法が記載される。

【0212】

いくつかの実施形態において、本明細書には、（ａ）式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＳｉ_ｙ）_ｎを有する第１の組成物と、式Ｔ_ｑの第２の組成物とを、粉体混合物を製造するのに十分な時間互いに混合することであって、式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｘは０．００１～０．９９９であり、ｙは少なくとも４．０であり、ｑ及びｎはそれぞれ独立に０．００１～０．９９９であり、ｑとｎとの和が１である上記混合することと、（ｂ）ペレットを形成するのに十分な圧力下で上記粉体混合物を圧縮成形することと、（ｃ）上記ペレットを緻密化された複合材料を製造するのに十分な温度で焼結することとを含む、緻密化された複合材料の製造方法が記載される。

【0213】

いくつかの実施形態において、上記混合時間は約５分間～約６時間である。いくつかの例において、上記混合時間は約５分間、約１０分間、約１５分間、約２０分間、約３０分間、約４５分間、約１時間、約１．５時間、約２時間、約３時間、約４時間、約５時間または約６時間である。

【0214】

いくつかの実施形態において、上記混合時間は少なくとも５分間以上である。いくつかの場合において、上記混合時間は約１０分間以上である。いくつかの場合において、上記混合時間は約２０分間以上である。いくつかの場合において、上記混合時間は約３０分間以上である。いくつかの場合において、上記混合時間は約４５分間以上である。いくつかの場合において、上記混合時間は約１時間以上である。いくつかの場合において、上記混合時間は約２時間以上である。いくつかの場合において、上記混合時間は約３時間以上である。いくつかの場合において、上記混合時間は約４時間以上である。いくつかの場合において、上記混合時間は約５時間以上である。いくつかの場合において、上記混合時間は約６時間以上である。いくつかの場合において、上記混合時間は約８時間以上である。いくつかの場合において、上記混合時間は約１０時間以上である。いくつかの場合において、上記混合時間は約１２時間以上である。

【0215】

いくつかの例において、最大で３６，０００ｐｓｉの圧力を利用してペレットを形成する。いくつかの例において、圧力は最大で３４，０００ｐｓｉである。いくつかの例において、圧力は最大で３２，０００ｐｓｉである。いくつかの例において、圧力は最大で３０，０００ｐｓｉである。いくつかの例において、圧力は最大で２８，０００ｐｓｉである。いくつかの例において、圧力は最大で２６，０００ｐｓｉである。いくつかの例において、圧力は最大で２４，０００ｐｓｉであるいくつかの例において、圧力は最大で２２，０００ｐｓｉである。いくつかの例において、圧力は最大で２０，０００ｐｓｉである。いくつかの例において、圧力は最大で１８，０００ｐｓｉである。いくつかの例において、圧力は最大で１６，０００ｐｓｉである。いくつかの例において、圧力は最大で１５，０００ｐｓｉである。いくつかの例において、圧力は最大で１４，０００ｐｓｉである。いくつかの例において、圧力は最大で１０，０００ｐｓｉである。

【0216】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の方法は焼結ステップを更に含む。いくつかの例において、上記焼結ステップは緻密化された複合材料を形成する。いくつかの例において、上記焼結ステップは高温で行われる。いくつかの場合において、焼結時の温度は１０００℃～２０００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１０００℃～１９００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１２００℃～１９００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１３００℃～１９００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１４００℃～１９００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１０００℃～１８００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１０００℃～１７００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１２００℃～１８００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１３００℃～１７００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１０００℃～１６００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１５００℃～１８００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１５００℃～１７００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１５００℃～１６００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１６００℃～２０００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１６００℃～１９００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１６００℃～１８００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は、１６００℃～１７００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１７００℃～２０００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１７００℃～１９００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１７００℃～１８００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は１８００℃～２０００℃である。いくつかの場合において、焼結時の温度は、１８００℃～１９００℃である。いくつかの例において、焼結時の温度は１９００℃～２０００℃である。

【0217】

いくつかの場合において、上記温度は約１０００℃、約１１００℃、約１２００℃、約１３００℃、約１４００℃、約１５００℃、約１６００℃、約１７００℃、約１８００℃、約１９００℃または約２０００℃である。いくつかの場合において、上記温度は約１０００℃である。いくつかの場合において、上記温度は約１１００℃である。いくつかの場合において、上記温度は約１２００℃である。いくつかの場合において、上記温度は約１３００℃である。いくつかの場合において、上記温度は約１４００℃である。いくつかの場合において、上記温度は約１５００℃である。いくつかの場合において、上記温度は約１６００℃である。いくつかの場合において、上記温度は約１７００℃である。いくつかの場合において、上記温度は約１８００℃である。いくつかの場合において、上記温度は約１９００℃である。いくつかの例において、上記温度は約２０００℃である。

【0218】

いくつかの場合において、焼結は室温で行われる。

【0219】

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の焼結ステップは高温及び高圧、例えば熱間圧縮を含む。熱間圧縮は圧力及び高温を同時に印加することを含む加工法であり、材料（例えば、本明細書に記載の複合材料）の緻密化の速度を加速することができる。いくつかの例において、熱間圧縮時には、１０００℃～２０００℃の温度及び最大で３６，０００ｐｓｉの圧力が用いられる。

【0220】

他の実施形態において、本明細書に記載の焼結ステップは高圧及び室温、例えば冷間圧縮を含む。かかる例においては、最大で３６，０００ｐｓｉの圧力が用いられる。

【0221】

工具及び研磨材
いくつかの実施形態において、工具または研磨材を作製、改変、または被覆するために、本明細書に記載の複合材料が用いられる。いくつかの例において、本明細書に記載の複合材料は工具または研磨材の表面上に被覆される。他の例において、工具または研磨材の表面は本明細書に記載の複合材料で改質される。更なる例において、工具または研磨材の表面は本明細書に記載の複合材料を含む。

【0222】

いくつかの実施形態において、工具または研磨材は切削工具を含む。いくつかの例において、工具または研磨材は、切削、穿孔、エッチング、彫刻（ｅｎｇｒａｖｉｎｇ）、研削（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）、彫刻（ｃａｒｖｉｎｇ）または研磨（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）用の工具または工具の構成部材を含む。いくつかの例において、工具または研磨材は、例えばメタルボンド研磨ホイール（ａｂｒａｓｉｖｅｗｈｅｅｌ）または研削ホイール（ｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌ）などのメタルボンド研磨工具を含む。いくつかの例において、工具または研磨材は穿孔工具を含む。いくつかの例において、工具または研磨材は、ドリルビット、インサートまたはダイを含む。いくつかの場合において、工具または研磨材は、ダウンホール工具設備で使用される工具または構成部材を含む。いくつかの場合において、工具または研磨材はエッチング工具を含む。いくつかの場合において、工具または研磨材は、彫刻（ｅｎｇｒａｖｉｎｇ）工具を含む。いくつかの場合において、工具または研磨材は研削工具を含む。いくつかの場合において、工具または研磨材は彫刻（ｃａｒｖｉｎｇ）工具を含む。いくつかの場合において、工具または研磨材は研磨工具を含む。

【0223】

いくつかの実施形態において、工具または研磨材の表面は本明細書に記載の複合材料を含む。いくつかの場合において、工具または研磨材の表面は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎ（式中、ＸはＢ、Ｂｅ及びＳｉの１種であり、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９であり、ｙは少なくとも４．０であり、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｔ_ｑ（式中、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である複合材料を含む。いくつかの場合において、工具または研磨材の表面は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－_ｘＭ_ｘＢ_４）_ｎ（式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９であり、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｔ_ｑ（式中、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である複合材料を含む。いくつかの場合において、工具または研磨材の表面は、（ａ）式（ＷＢ_４）_ｎ（式中、ｎは０．００１～０．９９９である）の四ホウ化タングステンと、（ｂ）第２の式Ｔ_ｑ（式中、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である複合材料を含む。いくつかの場合において、工具または研磨材の表面は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＢｅ_ｙ）_ｎ（式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９であり、ｙは少なくとも４．０であり、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｔ_ｑ（式中、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である複合材料を含む。いくつかの場合において、工具または研磨材の表面は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＳｉ_ｙ）_ｎ（式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９であり、ｙは少なくとも４．０であり、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｔ_ｑ（式中、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である複合材料を含む。いくつかの場合において、上記工具または研磨材は、切削、穿孔、エッチング、彫刻（ｅｎｇｒａｖｉｎｇ）、研削、彫刻（ｃａｒｖｉｎｇ）または研磨用の工具または工具の構成部材を含む。いくつかの場合において、本複合材料は当該工具または研磨材上で酸化の形成を阻害する。他の場合において、本複合材料は、当該複合材料を含有しないない工具または研磨材と比較して、当該工具または研磨材上で形成される酸化の速度を低下させる。

【0224】

いくつかの実施形態において、工具または研磨材の表面は本明細書に記載の複合材料によって改変される。いくつかの場合において、工具または研磨材の表面は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎ（式中、ＸはＢ、Ｂｅ及びＳｉの１種であり、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９であり、ｙは少なくとも４．０であり、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｔ_ｑ（式中、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である複合材料によって改変される。いくつかの場合において、工具または研磨材の表面は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－_ｘＭ_ｘＢ_４）_ｎ（式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９であり、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｔ_ｑ（式中、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である複合材料によって改変される。いくつかの場合において、工具または研磨材の表面は、（ａ）式（ＷＢ_４）_ｎ（式中、ｎは０．００１～０．９９９である）の四ホウ化タングステンと、（ｂ）第２の式Ｔ_ｑ（式中、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である複合材料によって改変される。いくつかの場合において、工具または研磨材の表面は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＢｅ_ｙ）_ｎ（式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９であり、ｙは少なくとも４．０であり、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｔ_ｑ（式中、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である複合材料によって改変される。いくつかの場合において、工具または研磨材の表面は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＳｉ_ｙ）_ｎ（式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９であり、ｙは少なくとも４．０であり、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｔ_ｑ（式中、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である複合材料によって改変される。いくつかの場合において、上記工具または研磨材は、切削、穿孔、エッチング、彫刻（ｅｎｇｒａｖｉｎｇ）、研削、彫刻（ｃａｒｖｉｎｇ）または研磨用の工具または工具の構成部材を含む。いくつかの場合において、本複合材料は当該工具または研磨材上で酸化の形成を阻害する。他の場合において、本複合材料は、当該複合材料を含有しないない工具または研磨材と比較して、当該工具または研磨材上で形成される酸化の速度を低下させる。

【0225】

いくつかの実施形態において、工具または研磨材の表面は本明細書に記載の複合材料によって被覆される。いくつかの場合において、工具または研磨材の表面は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎ（式中、ＸはＢ、Ｂｅ及びＳｉの１種であり、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９であり、ｙは少なくとも４．０であり、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｔ_ｑ（式中、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である複合材料によって被覆される。いくつかの場合において、工具または研磨材の表面は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－_ｘＭ_ｘＢ_４）_ｎ（式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９であり、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｔ_ｑ（式中、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である複合材料によって被覆される。いくつかの場合において、工具または研磨材の表面は、（ａ）式（ＷＢ_４）_ｎ（式中、ｎは０．００１～０．９９９である）の四ホウ化タングステンと、（ｂ）第２の式Ｔ_ｑ（式中、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である複合材料によって被覆される。いくつかの場合において、工具または研磨材の表面は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＢｅ_ｙ）_ｎ（式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９であり、ｙは少なくとも４．０であり、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｔ_ｑ（式中、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である複合材料によって被覆される。いくつかの場合において、工具または研磨材の表面は、（ａ）第１の式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＳｉ_ｙ）_ｎ（式中、Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、ｘは０．００１～０．９９９であり、ｙは少なくとも４．０であり、ｎは０．００１～０．９９９である）と、（ｂ）第２の式Ｔ_ｑ（式中、Ｔは、少なくとも１種の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、ｑは０．００１～０．９９９である）とを含み、ｑとｎとの和が１である複合材料によって被覆される。いくつかの場合において、上記工具または研磨材は、切削、穿孔、エッチング、彫刻（ｅｎｇｒａｖｉｎｇ）、研削、彫刻（ｃａｒｖｉｎｇ）または研磨用の工具または工具の構成部材を含む。いくつかの場合において、本複合材料は当該工具または研磨材上で酸化の形成を阻害する。他の場合において、本複合材料は、当該複合材料を含有しないない工具または研磨材と比較して、当該工具または研磨材上で形成される酸化の速度を低下させる。

【0226】

特定の用語
別段の定義がなされない限り、本明細書で用いる全ての技術用語及び科学用語は、特許請求される主題が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同様の意味をもつ。詳細な説明は例示的かつ説明的なものに過ぎず、特許請求されるいずれの主題をも限定するものではないことを理解されたい。本出願において、別段の明示がない限り、単数形の使用は複数形を包含する。本明細書中では、文脈上別段の明確な指示がない限り、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は複数形の指示対象を包含することに留意されたい。本出願において、「または」の使用は、別段の記載がない限り、「及び／または」を意味する。更に、用語「含むこと（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」ならびに「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ、及びｉｎｃｌｕｄｅｄ）」などの他の形態は非制限的である。

【0227】

元素の周期表の第４族金属（第ＩＶＢ族または第４Ｂ族とも呼ばれる）はチタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、及びハフニウム（Ｈｆ）を含む。

【0228】

元素周期表の第５族金属（第ＶＢ族または第５Ｂ族とも呼ばれる）はバナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、及びタンタル（Ｔａ）を含む。

【0229】

周期表の第６族金属（第ＶＩＢ族または第６Ｂ族とも呼ばれる）はクロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、及びタングステン（Ｗ）を含む。

【0230】

元素の周期表の第７族金属（第ＶＩＩＢ族または第７Ｂ族とも呼ばれる）はマンガン（Ｍｎ）及びレニウム（Ｒｅ）を含む。

【0231】

元素周期表の第８族金属（第ＶＩＩＩ族または第８族とも呼ばれる）は鉄（Ｆｅ）、ルテニウム（Ｒｕ）、及びオスミウム（Ｏｓ）を含む。

【0232】

元素の周期表の第９族金属（第ＶＩＩＩ族または第８族とも呼ばれる）はコバルト（Ｃｏ）、ロジウム（Ｒｈ）、及びイリジウム（Ｉｒ）を含む。

【0233】

元素周期表の第１０族金属（第ＶＩＩＩ族または第８族とも呼ばれる）は、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、及び白金（Ｐｔ）を含む。

【0234】

元素の周期表の第１１族金属（第ＩＢ族または第１Ｂ族とも呼ばれる）は銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、及び金（Ａｕ）を含む。

【0235】

元素の周期表の第１２族金属（第ＩＩＢ族または第２Ｂ族とも呼ばれる）は亜鉛（Ｚｎ）及びカドミウム（Ｃｄ）を含む。

【0236】

元素の周期表の第１３族金属（第ＩＩＩＡ族または第３Ａ族とも呼ばれる）はアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、及びインジウム（Ｉｎ）を含む。

【0237】

元素の周期表の第１４族金属（第ＩＶＡ属または第４Ａ族とも呼ばれる）はケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、及びスズ（Ｓｎ）を含む。

【0238】

本発明の様々な特徴を単一の実施形態の文脈で説明してもよいが、それらの特徴を別個にまたは任意及び適宜の組み合わせで提示してもよい。逆に、明確化のために、本発明を本明細書において別個の実施形態の文脈で説明してもよいが、本発明を単一の実施形態で実施することもできる。

【0239】

本明細書における、「いくつかの実施形態」、「ある実施形態」、「一実施形態」または「他の実施形態」への言及は、当該実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造、または特性が、少なくともいくつかの本発明の実施形態に含まれるが、必ずしも全ての実施形態に含まれるものではないことを意味する。

【0240】

本明細書では、範囲及び量を、「約」を付した特定の値または範囲として表すことができる。「約」は当該の正確な量そのものも含む。したがって、「約５ＧＰａ」とは、「約５ＧＰａ」と「５ＧＰａ」も意味する。一般に、用語「約」は、例えば±５％、±１０％または±１５％などの、実験誤差内にあると予想されるであろう量を含む。いくつかの場合において、「約」は±５％を含む。他の場合において、「約」は±１０％を含む。更なる場合において、「約」は±１５％を含む。

【0241】

本明細書で用いる節の見出しは文章構成上の目的のみのためのものであり、記載される主題を限定するものと解釈すべきものではない。

【実施例0242】

これらの実施例は例示のみを目的として提示し、本出願において提示する特許請求の範囲を限定するものではない。
実施例１例示的な複合材料の合成

【表1】

【0243】

組成Ａ～Ｃは（第４～１４族の）単一金属の結合材を含むＷＢ_４である。

【0244】

組成Ｄは、約５０ｗｔ％のＣｕ、１５ｗｔ％のＷ、２０ｗｔ％のＣｏ、５ｗｔ％のＳｎ、１０ｗｔ％のＮｉを含有する結合材合金を含むＷＢ_４であり、該結合材合金は当該試料の７０ｗｔ％を構成し、残余部分はＷＢ_４である。

【0245】

上記の複合材料のそれぞれに以下のプロトコルを適用することができる。タングステン系金属組成物Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ及びＴを、均一な混合物が得られるまでメノウ乳鉢及び乳棒を用いて混合する。次いで、この粉体混合物を最大で３２，０００ｐｓｉの圧力下に置いてペレットを形成する。このペレットを焼結ステップに供して複合材料を生成させる。簡単に説明すると、約４５℃／分の速度で２０００℃まで昇温し、約３分間一定に保持する。その後、５分以内に１０００℃よりも低い温度に降温する。

【0246】

実施例２硬質金属／結合材複合材の例
この複合材料は、約７３ｗｔ％～約９５ｗｔ％のＷＢ_４と、約５ｗｔ％～約２７ｗｔ％の固溶体Ｃｏ－Ｎｉ－Ｆｅ結合材とを含み、上記結合材は、約４０ｗｔ％～約９０ｗｔ％のＣｏと、約４ｗｔ％～約３６ｗｔ％のＮｉと、約４ｗｔ％～約３６ｗｔ％のＦｅとを含み、Ｎｉ：Ｆｅ比が約１．５：１～約１：１．５であり、上記結合材の上記固溶体は実質的に応力及びひずみ誘起相変態を示さない。

【0247】

上記ＷＢ_４を微粉（例えば１～３０μｍ）に摩砕し、上記固溶体Ｃｏ－Ｎｉ－Ｆｅ結合材の微粉と十分に混合し、次いで緻密化を行って、これを十分に緻密化された複合材料にする。

【0248】

実施例３微小押込
以下は複合材試料の微小押込データである。これらの試料は、ＷＢ_４＋１種の第４～１４族金属、またはＷＢ_４＋第４～１４族金属を含む合金となるような２元系を含む。用いた荷重（ｋｇｆ、キログラム重で表す）は、ビッカース硬さであるＨｖに相関した。ビッカース硬さ微小押込に用いた標準的な荷重（複数可）は１ｋｇｆまたは３０ｋｇｆのいずれかであった。荷重をｌｋｇｆとした場合はＨＶ_１として示し、３０ｋｇｆの場合にはＨｖ３０として示した。列挙した結晶粒径はＷＢ_４に対応するものであり、当該試料に用いられるメジアン粒径である。結合材相は３ミクロン以下であった。

【表2】

【0249】

組成Ａ～Ｃは（第４～１４族の）単一金属の結合材を含むＷＢ_４である。

【0250】

【0251】

焼結前に上記系の構成成分を微粉化した。この実験に用いたＷＢ_４は約１μｍ～約７５０μｍの粒径の範囲を含んでいた。用いた結合材は焼結前に３２５メッシュ（４５μｍ）以下の粒径を含んでいた。上記硬質材料の粒径は焼結後に変化しなかったが、結合材または結合材合金は、均一に緻密化された金属相を有していた。

【0252】

本明細書には、本発明の好ましい実施形態を示し及び説明してきたが、かかる実施形態は単なる例示として提示されることは、当業者には明らかであろう。今となれば、当業者であれば、本発明から逸脱することなく、数多くの変形、変更、及び置換を行うこととなろう。本発明の実施において、本明細書に記載の本発明の実施形態に対する様々な代替物を採用することができることを理解されたい。以下の特許請求の範囲は本発明の範囲を規定し、これらの特許請求の範囲内の方法及び構造ならびにそれらの均等物が、この特許請求の範囲に含まれることが意図される。

【図1】

【手続補正書】

【提出日】2022-04-22

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複合材料の製造方法であって、前記複合材料が
（ａ）式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎの組成物であって、
式中、
Ｗはタングステン（Ｗ）であり、
Ｘはホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）及びケイ素（Ｓｉ）の１種であり、
Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、
ｘは０～０．９９９であり、
ｙは少なくとも４．０であり、
ｎは０．００１～０．９９９である
前記組成物と、
（ｂ）式Ｔ_ｑの合金であって、
式中、
Ｔは、２種以上の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、
ｑは０．００１～０．９９９であり、
ｑとｎとの和が１であり、
ｑ及びｎが重量百分率範囲である、前記合金
とを含み、
ここで、前記複合材料の製造方法が、以下の工程：
ｉ）（Ｗ _１－ｘＭ _ｘＸ _ｙ） _ｎとＴ _ｑを組み合わせて（Ｗ _１－ｘＭ _ｘＸ _ｙ） _ｎとＴ _ｑの集合体とする
ｉｉ）（Ｗ _１－ｘＭ _ｘＸ _ｙ） _ｎとＴ _ｑを混ぜ合わせて（Ｗ _１－ｘＭ _ｘＸ _ｙ） _ｎとＴ _ｑの混合物を生成する
ｉｉｉ）（Ｗ _１－ｘＭ _ｘＸ _ｙ） _ｎとＴ _ｑの混合物をダイ中に充填する
ｉｖ）ダイをスパークプラズマ焼結炉に挿入する
ｖ）ダイに電流のパルスを印加して（Ｗ _１－ｘＭ _ｘＸ _ｙ） _ｎとＴ _ｑの複合材料を製造する
を含む、前記複合材料の製造方法。

【請求項2】

複合材料が緻密化されている、請求項１に記載の複合材料の製造方法。

【請求項3】

ダイがグラファイトを含む、請求項１または２に記載の複合材料の製造方法。

【請求項4】

電流のパルスが６０アンペア以上である、請求項１～３のいずれか１項に記載の複合材料の製造方法。

【請求項5】

電流のパルスが直流である、請求項１～４のいずれか１項に記載の複合材料の製造方法。

【請求項6】

電流パルスの印加前または印加中にダイに圧力が加えられる、請求項１～５のいずれか１項に記載の複合材料の製造方法。

【請求項7】

圧力が最大３６，０００ｐｓｉである、請求項１～６のいずれか１項に記載の複合材料の製造方法。

【請求項8】

電流パルスの印加前または印加中にダイが加熱される、請求項１～７のいずれか１項に記載の複合材料の製造方法。

【請求項9】

ダイが１０００℃から２０００℃まで加熱される、請求項１～８のいずれか１項に記載の複合材料の製造方法。

【請求項10】

（Ｗ _１－ｘＭ _ｘＸ _ｙ） _ｎが約１μｍから約７５０μｍのメジアン粒径を有する、請求項１～９のいずれか１項に記載の複合材料の製造方法。

【請求項11】

Ｔｑが約４５μｍ以下のメジアン粒径を有する、請求項１～９のいずれか１項に記載の複合材料の製造方法。

【請求項12】

ＸがＢである、請求項１～１１のいずれか１項に記載の複合材料の製造方法。

【請求項13】

ＭがＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒ、及びＹの少なくとも１種を含む、請求項１～１２のいずれか１項に記載の複合材料の製造方法。

【請求項14】

ＭがＲｅ、Ｔａ、Ｍｎ、及びＣｒの少なくとも１種を含む、請求項１～１３のいずれか１項に記載の複合材料の製造方法。

【請求項15】

ＭがＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ
、Ｈｆ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｌｉ、Ｓｃ、Ｙ、及びＡｌから選択される２種以上の元素を含む、請求項１～１３のいずれか１項に記載の複合材料の製造方法。

【請求項16】

ｘが０．００１～０．４である、請求項１～１５のいずれか１項に記載の複合材料の製造方法。

【請求項17】

ＴがＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、及びＳｎの少なくとも１種を含む、請求項１～１６のいずれか１項に記載の複合材料の製造方法。

【請求項18】

ｑが０．０１から０．５である、請求項１～１７のいずれか１項に記載の複合材料の製造方法。

【請求項19】

荷重を９．８Ｎ（１kｇｆ）として測定した複合材料の平均ビッカース硬さが約１０～約３０ＧＰａである、請求項１～１８のいずれか１項に記載の複合材料の製造方法。

【請求項20】

酸化に対して耐性である、請求項１～１９のいずれか１項に記載の複合材料の製造方法。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0004】

このような状況に鑑み、本発明によれば、
複合材料の製造方法であって、前記複合材料が
（ａ）式（Ｗ_１－ｘＭ_ｘＸ_ｙ）_ｎの組成物であって、
式中、
Ｗはタングステン（Ｗ）であり、
Ｘはホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）及びケイ素（Ｓｉ）の１種であり、
Ｍはチタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、リチウム（Ｌｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１種であり、
ｘは０～０．９９９であり、
ｙは少なくとも４．０であり、
ｎは０．００１～０．９９９である
前記組成物と、
（ｂ）式Ｔ_ｑの合金であって、
式中、
Ｔは、２種以上の元素の周期表の第４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４族元素を含む合金であり、
ｑは０．００１～０．９９９であり、
ｑとｎとの和が１であり、
ｑ及びｎが重量百分率範囲である、前記合金
とを含み、
ここで、前記複合材料の製造方法が、以下の工程：
ｉ）（Ｗ _１－ｘＭ _ｘＸ _ｙ） _ｎとＴ _ｑを組み合わせて（Ｗ _１－ｘＭ _ｘＸ _ｙ） _ｎとＴ _ｑの集合体とする
ｉｉ）（Ｗ _１－ｘＭ _ｘＸ _ｙ） _ｎとＴ _ｑを混ぜ合わせて（Ｗ _１－ｘＭ _ｘＸ _ｙ） _ｎとＴ _ｑの混合物を生成する
ｉｉｉ）（Ｗ _１－ｘＭ _ｘＸ _ｙ） _ｎとＴ _ｑの混合物をダイ中に充填する
ｉｖ）ダイをスパークプラズマ焼結炉に挿入する
ｖ）ダイに電流のパルスを印加して（Ｗ _１－ｘＭ _ｘＸ _ｙ） _ｎとＴ _ｑの複合材料を製造する
を含むことを特徴とする、複合材料の製造方法が提供される。

IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版