Параметры кубической решетки

Параметры кубической решетки и минимальное межатомное расстояние нитрида бора несколько больше, чем алмаза. Кроме того, структурная решетка алмаза состоит из атомов одного элемента (углерода), а кубического нитрида бора — из атомов двух элементов (бора и азота). Таким образом, нитрид бора, как и углерод, может существовать в двух модификациях: мягкой — гексагональной и твердой — кубической. КНБ превосходит по твердости все известные инструментальные, в том числе абразивные материалы, уступая только алмазу. Это объясняется тем, что параметры решетки КНБ несколько больше, чем решетки алмаза, а твердость кристаллических веществ, как известно, зависит от межатомных расстояний и валентности атомов, образующих кристаллическую решетку: с уменьшением межатомных расстояний и повышением валентности атомов, составляющих решетку, твердость кристалла возрастает. Несмотря на несколько меньшую твердость, кубический нитрид бора обладает уникальными свойствами и превосходит по износостойкости все известные абразивные материалы, применяемые в технике. Алмаз надежен, как видеорегистратор MDR-8800, обладая непревзойденными твердостью и износостойкостью как инструментальный материал он имеет сравнительно низкую теплостойкость; при нагревании он активно вступает в реакцию с кислородом и при температуре выше 850° С сгорает. Это ограничивает скорость обработки алмазным инструментом и во многих случаях требует обязательного охлаждения. КНБ в этом отношении выгодно отличается от алмаза — он не теряет своих режущих свойств даже при 1200° С.

Поликристаллический кубический нитрид бора (ПКНБ) обладает следующими свойствами: плотность 3,45 г/кв.см, твердость по шкале Мооса 10 баллов. Алмаз сгорает на воздухе при температуре 850° С, между тем как медленное окисление ПКНБ на \"воздухе начинается только при температуре 2000° С, ПКНБ несколько уступает по твердости алмазу, однако значительно превосходит его по теплостойкости, теплостойкость ПКНБ —1500° С, а алмаза— 800° С. К недостаткам ПКНБ можно отнести его низкую теплопроводность. Этот материал создан в Институте физики высоких давлений АН СССР советскими учеными во главе с акад. Верещагиным Л. Ф. [63] и получил название зльбор. Кроме того, он выпускается Ленинградским абразивным заводом «Ильич» (наименование— эльбор, или ленинградский боразон), Киевским институтом сверхтвердых материалов (кубонит), фирмой «Дженерал Электрик» (боразон). Это разнообразие наименований частично обусловлено различием применяемой технологии изготовления этого материала. Проведенные за последние годы исследования открыли возможность варьирования физико-механических и эксплуатационных свойств КНБ как инструментального материала в довольно широких пределах в зависимости от различных технологических факторов, таких как основные материалы, параметры синтеза (давление, температура, время выдержки), растворитель (катализатор) и добавки. Так, использование энергии взрыва позволило получить другую разновидность поликристаллического кубического нитрида бора — вюрцитоподобный ПКНБ.

В настоящее время ПКНБ выпускается в виде шлифпорошков марки КО зернистостью от 160/125 до 50/40 и микропорошков марки КМ зернистостью от 60/40 до 1/0. Классификация порошков по зернистости, нормы зернового состава и методы контроля зернистости такие же, как предусмотренные ГОСТ 9206—70 для алмазных порошков. Кроме того, он выпускается в виде вставок для оснащения лезвийного режущего инструмента. Высокие теплостойкость и твердость обеспечивают также высокие режущие свойства КНБ при использовании его для абразивного инструмента. Так, при затачивании быстрорежущей стали расход КНБ значительно меньше расхода синтетического алмаза, а производительность значительно выше (61 куб.мм/мин).