什么是立方氮化硼(Cubic Boron Nitride)？

立方氮化硼（CBN）是由硼和氮原子按1:1的比例組成的合成化合物，與其他類型的氮化硼不同，它以立方晶格的形式存在，其原子對稱排列，立方結構類似于金剛石的晶體結構。其材料特性包括極高的硬度、耐熱穩定性和優異的耐化學性。立...

立方氮化硼（CBN）是由硼和氮原子按1:1的比例組成的合成化合物，與其他類型的氮化硼不同，它以立方晶格的形式存在，其原子對稱排列，立方結構類似于金剛石的晶體結構。其材料特性包括極高的硬度、耐熱穩定性和優異的耐化學性。立方氮化硼是僅次于金剛石的第二硬材料，可用于各種工業應用，通常用作磨料或切割工具的地方。科學家用燒杯，所有的氮化硼化合物都是人工合成的，因為它們在自然界中找不到。這個過程從硼酸開始，硼酸是硼、氧和氫的化合物，或者是三氧化二硼，它是由硼和氧組成的。這兩種化合物中的任何一種都可以與含有氮的尿素或氨反應生成氮化硼粉末。這種粉末在高溫下結晶形成六角氮化硼，它的晶體結構類似于石墨，人造金剛石的前體。六角氮化硼經過高壓熱處理后形成立方氮化硼。立方氮化硼作為一種工業材料有許多優點。它幾乎和金剛石一樣堅硬，使其可用于金屬和其他物質的切割和磨損。CBN的耐熱性也相當高。金剛石在1472°F（約800°C）的空氣中開始分解為二氧化碳，而立方氮化硼在高達2552°F（約1，400°C）。在工業磨削應用和產生高溫的其他工藝中，CBN優于金剛石。CBN作為金剛石替代品的另一個優點是其在鎳、鐵和相關物質存在下的化學穩定性金剛石可溶于這些金屬中，這意味著它與金屬發生化學反應并溶解。這使得它不能用作切割鋼鐵的工具。另一方面，立方氮化硼不起反應，因此可用于切割這些材料。工業切削工具中使用的立方氮化硼的種類稱為多晶立方氮化硼（PCBN）PCBN是通過將立方氮化硼顆粒與陶瓷燒結而成。在燒結過程中，氮化硼被置于高溫高壓下與陶瓷結合，熔化成用于磨削和切割的極硬物質。

發表于 2020-09-18 01:11
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分類：科學教育

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