立方氮化硼历史和性质

立方氮化硼历史和性质

很长一段时间里，立方氮化硼被认为在自然界不存在，直至2009年，USA加州大学河滨分校、劳伦斯·利弗莫尔国佳实验室的科学家和来自中国、德国科研机构的同行一起，在中国青藏高原南部山区地下约306公里深处古海洋地壳的富铬岩内找到了这种矿物，其在大约1300摄氏度高温、118430个大气压的高压条件下形成了晶体。该团队以中国地质科学院地质研究所教授方青松的名字将新矿物命名为qingsongite。国吉矿物学协会在2013年8月正式承认了这是一种新的矿物立方氮化硼，其原子结构与金刚石中的碳原子结构类似，因此它具有高密度的特性，硬度可媲美钻石，常被用作磨料和刀具材料 立方氮化硼是20世纪50年代首先由USA通用电气（GE）公司利用人工方法在高温高压条件下合成的，其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料，因此它与金刚石统称为超硬材料。

立方氮化硼是由六方氮化硼和触媒在高温高压下合成的，是继人造金刚石问世后出现的又一种新型产品。它具有很高的硬度、热稳定性和化学惰性，以及良好的透红外形和较宽的禁带宽度等优异性能，它的硬度仅次于金钢石，但热稳定性远高于金钢石，对铁系金属元素有较大的化学稳定性。立方氮化硼磨具的磨削性能十分优异，不仅能胜任难磨材料的加工，提高生产率，还能有效地提高工件的磨削质量。立方氮化硼的使用是对金属加工的一大贡献，导致磨削发生革命性变化，是磨削技术的二次飞跃。

聚晶立方氮化硬度很高，达8000~9000HV，仅次于金刚石的硬度；抗弯强度和断裂韧性介于硬质合金和陶瓷之间；热稳定性大大高于人造金刚石，在1300℃时仍可切削，具有很高的抗痒化能力，在1000℃时也不产生氧化现象，铁元素的化学惰性也远大于人造金刚石，与铁系材料在1200至1300℃高温时也不易起化学作用，但在1000℃左右时会与水产生水解作用，造成大量CBN被磨耗，因此用PCBN刀具湿式切削时需注意选择切削液种类。因此，立方氮化硼作为一种超硬刀具材料，可用于加工钢、铁等黑色金属，特别是加工高温合金、火钢和冷硬铸铁等难加工材料，它还非常适合数控机床加工。