立方氮化硼：制备、特性与应用探索

"立方氮化硼材料的制备、性能及应用 (2011年)" 立方氮化硼（cBN）是一种超硬材料，其硬度仅次于金刚石，由氮原子和硼原子通过sp³方式杂化形成，拥有类似于金刚石的结构。由于这种特性，cBN在各种工业应用中扮演着重要角色，尤其是在需要处理铁系元素的黑色金属加工中，因为金刚石在这种环境下容易氧化。 cBN最早于20世纪50年代由美国通用电气(GE)公司合成，70年代初，聚晶立方氮化硼（PcBN）刀具被成功制造出来。中国在70年代首次合成cBN后，经过一段时间的发展，到了90年代，cBN的生产和应用开始迅速增长，近年来这一趋势更加明显。中国不仅满足了国内的需求，还大量出口cBN单晶。 PcBN是由cBN单晶通过添加粘结剂（如蒙古结剂）或者无粘结剂，在高温高压条件下烧结而成的多晶材料。它的特殊性能使得PcBN成为现代制造业中高效的切割工具材料。在2010年设立的"高档数控机床与基础制造装备"国家科技重大专项中，PcBN刀具的研发被列为重要任务，旨在提升刀具的设计、制造技术和切削试验能力，以应对航空航天领域铁合金、高温合金材料的高效切削需求。 文章详细介绍了cBN和PcBN的合成方法，包括单晶和聚晶形态的制备过程。同时，它也探讨了这些材料的物理和机械性能，比如硬度、耐磨性、热稳定性等，以及它们在锯切工具、磨削工具、钻进工具和切削刀具等领域的应用情况。通过对聚晶立方氮化硼的特殊性能分析，可以了解到它在刀具材料方面的优势，例如在高速切削、耐高温和抗化学侵蚀等方面的出色表现。 此外，文章还指出了氮化硼材料的发展趋势，强调了在技术创新和市场需求驱动下，cBN和PcBN在材料科学和工程领域的未来潜力。随着科技的进步，这类超硬材料的性能将得到进一步提升，应用范围也将继续扩大，特别是在先进制造技术中，它们有望发挥更大的作用。 关键词：立方氮化硼，超硬材料，氮化硼纤维，合成，性能，应用，刀具材料，聚晶立方氮化硼，高温合金，航空航天，切削数据库。