立方氮化硼陶瓷材料结构性质与应用

氮化硼是由什么组成的呢？氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮，具有四种不同的变体：六方氮化硼（HBN)、菱方氮化硼（RBN）、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化硼(WBN)。

1. 氮化硼结构

氮化硼六方晶系结晶，最常见为石墨晶格，也有无定形变体，除了六方晶型以外，碳化硼还有其他晶型，包括：菱方氮化硼(简称：r—BN，或称：三方氮化硼，其结构类似于h—BN，会在h—BN转化为c—BN的过程中产生)、立方氮化硼[简称：c—BN，或|3一BN，或z-BN(即闪锌矿型氮化硼)，质地非常坚硬]、纤锌矿型氮化硼(简称：w—BN，h—BN高压下的一种坚硬状态)。人们甚至还发现像石墨稀一样的二维氮化硼晶体(类似的还有MoS：二维晶体)。

2. 氮化硼性质

CBN通常为黑色、棕色或暗红色晶体，为闪锌矿结构，具有良好的导热性。硬度仅次于金刚石，是一种超硬材料，常用作刀具材料和磨料。

氮化硼具有抗化学侵蚀性质，不被无机酸和水侵蚀。在热浓碱中硼氮键被断开。1200℃以上开始在空气中氧化。熔点为3000℃，稍低于3000℃时开始升华。真空时约2700℃开始分解。微溶于热酸，不溶于冷水，相对密度2.25。压缩强度为170MPa。

在氧化气氛下最高使用温度为900℃，而在非活性还原气氛下可达2800℃，但在常温下润滑性能较差。碳化硼的大部分性能比碳素材料更优。对于六方氮化硼：摩擦系数很低、高温稳定性很好、耐热震性很好、强度很高、导热系数很高、膨胀系数较低、电阻率很大、耐腐蚀、可透微波或透红外线。