立方氮化硼性质、用途与生产工艺
立方氮化硼（CBN），是一种人工合成的超硬材料，其原子结构与金刚石中的碳原子结构类似，具有高密度的特性，硬度仅次于金刚石，主要用作磨料和刀具材料。
立方氮化硼具有与金刚石类似的晶体结构，且两者晶格系数相近（金刚石为0.3567nm，立方氮化硼为0.3615nm）。
氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的化合物，化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮。从晶体中原子的排列方式来看，立方氮化硼的结构是由B原子组成的面心立方晶格和由N原子组成的面心立方晶格沿对角线错开1/4组成。
· 硬度高。是自然界中硬度第二的材料，仅次于金刚石。莫氏硬度9.7（金刚石10），维氏硬度7500（金刚石10000）。
· 导热性强。立方氮化硼具有很好的导热性，其导热系数为79.54w/m·k，低于金刚石，但远高于高速钢、硬质合金及其他陶瓷材料。
· 热稳定性高。它拥有很高的热稳定性，优于人造金刚石，可承受1200℃以上的切削温度。
· 化学稳定性高。立方氮化硼的化学惰性大，在中性、还原性气体介质中对酸和碱具有很高的化学稳定性。
目前，立方氮化硼单晶的合成主要是由静态高压触媒法合成，通常以六方氮化硼（hBN）和不同的触媒为原料，在高温（1400℃~1800℃）和高压（4~8GPa）下合成CBN单晶粉，颜色多为黑色或琥珀色。
国内最早合成的立方氮化硼采用金属镁作为触媒，后来主要采用金属氮硼化物。用氮硼化物合成的立方氮化硼颜色浅，多为淡黄色、琥珀色或无色透明晶体，晶型完整、晶面光滑、单颗粒抗压强度较高。
合成立方氮化硼常用的触媒有：Li3N、Mg3N2、Ca3N2、Li3BN2、Mg3B4N4、Cs3B2N4 等。
由于立方氮化硼的优异性能，因此能在材料加工领域发挥非常重要的作用，目前立方氮化硼主要用作磨具材料和刀具材料。
（1）用作磨具材料。小颗粒的立方氮化硼单晶主要用作磨具材料，立方氮化硼磨具是借助于结合剂的作用将立方氮化硼磨料粘结成具有一定几何形状的制品，具有极高的使用寿命，可分为金属结合剂CBN磨具、树脂结合剂CBN磨具、电镀结合剂CBN磨具、陶瓷结合剂CBN磨具四类。
（2）用作刀具材料。采用合适粒度的CBN单晶粉，通过结合相经高温高压烧结在一起制成聚晶立方氮化硼（PCBN）。PCBN组织中各微小晶粒呈无序排列，硬度均匀、没有方向性，克服了CBN单晶易解理和各向异性等不足。
立方氮化硼
上下游产品信息
上游原料
下游产品