文档介绍：立方氮化硼CBN (Cubic Boron Nitride)
主要内容
氮化硼和立方氮化硼
立方氮化硼介绍
立方氮化硼制备
立方氮化硼(cBN)主要性能
氮化硼材料的应用
氮化硼材料的发展方向
立方氮化硼(cBN)薄膜制备方法
立方氮化硼(cBN)薄膜制备问题分析
氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。%%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)。
六方氮化硼的制备
方法一
目前国内主要的生产方法是无水硼砂与***化铵或尿素等
混合后, 1000℃下在管式炉中于氨气保护下反应,然后水
洗,酸洗
方法二
无水硼砂与三聚******作为硼源及氮源反应
该方法经高温精制工序会生成较大结晶.
方法三
使用硼酸和三聚******分别作为硼源和氮源
低温产品经高温精制后可得10~20 级的,高结晶度的六方氮化硼产品
立方结构的氮化硼,分子式为BN,其晶体结构类似金刚石(底面投影法标注原子位置),硬度略低于金刚石,常用作磨料和***材料。1957年,。但至今尚未发现天然的立方氮化硼。
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高新技术产品。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,它的硬度仅次于人造金钢石,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,是磨削技术的第二次飞跃。
立方氮化硼有单晶体和多晶烧结体两种。单晶体是把六方氮化硼和触媒在压力为3000~8000兆帕、温度为800~1900℃范围内制得。典型的触媒材料选自碱金属、碱土金属、锡、铅、锑和它们的氮化物。立方氮化硼的晶形有四面体的截锥、八面体、歪晶和双晶等。工业生产的立方氮化硼有黑色、琥珀色和表面镀金属的,颗粒尺寸通常在1毫米以下。它具有优于金刚石的热稳定性和对铁族金属的化学惰性,用以制造的磨具,适于加工既硬又韧的材料,如高速钢、工具钢、模具钢、轴承钢、镍和钴基合金、冷硬铸铁等。用立方氮化硼磨具磨削钢材时,大多可获得高的磨削比和加工表面质量。
立方氮化硼多晶烧结体的主要制法有:①用立方氮化硼微粉和少量结合剂(如钴、铝、钛和氮化钛等),在压力4000~8000兆帕、温度为1300~1900℃下烧结而成;②以立方氮化硼微粉和结合剂为一层,以硬质合金(片或粉)为一层,在上述压力、温度下把两者烧结在一起,制得带硬质合金衬底的多晶烧结体,这种烧结体具有高的强度,同时保持立方氮化硼的原有理化性能,可制成直径达16毫米的圆片,切割加工成适当形状后,作为车刀和镗刀的刀头,适于切削淬火钢、铸铁和镍基合金等。
目前国内CBN材料生产厂家很多,产量也不少,但高质量的不多,CBN刀(磨)具的稳定用户更少。究其原因主要是机械加工部门对价格昂贵的CBN刀(磨)具缺乏选择与使用的知识,采购来的CBN工具实效不多,在其经济紧缩的条件下,不敢轻易投资进行工艺试验。
立方氮化硼的制备