于立方关氮化硼主题的网上查阅结果

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一 立方氮化硼的结构、性质及相关产品 二 立方氮化硼类产品的制备

1 六面顶压机上制备PCBN产品，追求大片径 2 C-BN薄膜的制备方法

三 立方氮化硼类产品在机械制造行业中的应用

1 制成机夹刀片较多见于连续车削、镗削或铰削，对具有高速、大冲击、断

续切削特点的铣加工，未见提及采用立方氮化硼类产品，可见对冲击韧性的最新研究中，至少在应用研究方面未见有太大突破 2 用于砂轮、研具等

3 进行气相沉积，用于磨具类产品的修复或做刀片涂层

四 在切削机理方面的研究进展

以下网站可在线查阅多个主题论文的首页准确原文：

http://www.hrbust.edu.cn/xueyuan/jixie/homepage/lxl/article_outcome_read_online.asp

五 目前主要发展方向：

大直径立方氮化硼聚合体的研究

高冲击韧性、高静压强度琥珀色立方氮化硼的研究

化学气相沉积和物理气相沉积生长立方氮化硼薄膜，尤其是大面积(≥5cm2)薄膜的生长

附：磨料及磨具相关标准 以下为网上收集的相关资料：

A 立方氮化硼的结构、性质及相关产品

氮化硼的结构和性质

发布日期：2004-11-03

氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。化学组成为43.5%的硼和气6.4%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）。

第一节 六方氮化硼和菱方氮化硼的结构

氮原子和硼原子采取不同杂化方式互相作用，可形成不同结构的氮化硼晶体。当氮原子和硼原子以SP2方式杂化后,由于键角为120O，成键后形成与石墨类似的平面六角网状结构分子，这种大的平面网状分子采取不同的空间堆垛方式后，又可形成不同的结构--六方氮化硼（HBN）和菱方氮化硼（RBN）。 一、 六方氮化硼

六方氮化硼具有石墨类似的结构，外观为白色，因而有时也称该种氮化朋为类石墨氮化硼或白石墨。

六方氮化硼的结构如图1-1所示，层状排列为AA、，AA，……类型，晶格常数α=0.251±0.002nm,c=0.670±0.004nm,密度ρ为2.25g/cm3。 六方氮化硼在空气中非常稳定,能耐2270K高温,在3270K时升华,氮化硼具有良好的绝热性、导热性和化学稳定性，不溶于冷水，水煮沸时水解非常缓慢并产生少量的硼酸和氢；与弱酸和强碱在室温下均不反应，微溶于热酸，用熔融的氢氧化钠、氢氧化钾处理才能分解，利用这一性质，可以将立方氮化硼从六

方氮化硼中分离出来。 二、菱方氮化硼

菱方氮化硼的结构如图1－2所示，层状排列为ABCABC……类型，晶格常数α=0.22556nm,c=0.4175nm，密度ρ为2.25g/cm3。

菱方氮化硼具有与六方氮化硼相同的性质,不能用物理方法将其分开。层间的ABCABC……排列更有利于向立方氮化硼转变，因而有人用菱方氮化硼在冲击压缩中直接得到了立方氮化硼。

第二节 立方氮化硼与纤锌矿氮化硼的结构 一、 立方氮化硼

氮化硼晶体除具有六方氮化硼和菱方氮化硼两种结构外，还具有两种采取SP 3杂化后形成的类似金刚石结构的氮化硼，它们是具有闪锌矿结构的立方氮化硼和具有纤锌矿结构的六方氮化硼（WBN）。

立方氮化硼具有类似金刚石的晶体结构（图1－3），不仅晶格常数相似(金刚石为0.3567nm,立方氮化硼为0.3615nm),而且晶体中的结合键亦基本相同,即都是沿四方面体杂体中的共价键,所不同的是金刚石中的结合纯属碳原子之间的共价键,而立方氮化硼晶体中的结合键则是硼、氮异类原子间的共价结合,此外尚有一定的弱离子键。在理想的立方氮化硼晶体中,所有四个B-N键的键长彼此皆相等(0.157nm) 键与键键的夹角为109o5'。

立方氮化硼晶体每一层是按紧密球堆积的原则构成的，且是同类原子所组成的，由硼原子构成的单层与由氮原子构成的单层相互交替。立方氮化硼格子具有 aa'bb'cc'aa'bb'的连续的层堆垛.它的晶格常数为3615±0.0001nm,密度为3.48g/cm3。

立方氮化硼最典型的几何形状是正四面体晶面和负四面体晶面的结合,常见的形状有:四面体、假八面体，假六面体(扁平的四面体)。

根据立方氮化硼的B、N表面腐蚀的显微结构，四面体的立方氮化硼晶体可分为两种：一种是硼四面体，即四个表面是硼表面；另一种是氮四面体，即四个表面是氮表面。硼表面和氮表面的特征是不一样的。从立方氮化硼的（111）面的腐蚀图可看到，硼表面比较光滑，氮表面比较粗糙,至于为什么有这样的区别，目前还没有很好的解释。

二、 纤锌氮化硼

纤锌矿氮化硼属于六方晶体，其结构如图1－1所示。纤锌矿氮化硼的结构都是由成对的原子层组成的，一个平面是硼原子，另一个平面是氮原子。如果只看到最近邻原子，不可能说出是立方结构还是六方结构，但远到次近邻原子时，就能区别它们的结构。这两种结构中相邻键长接近相等。纤锌氮化硼的晶格常数a=0.255±0.002nm, c=0.420±0.004nm, 密度ρ为3.49±0.03g/cm3。 表1－2立方氮化硼和纤锌六方氮化硼的粉末X光衍射数据 第三节 立方氮化硼的性质 一、 物理机械性质

1、硬度 由图1－6可视，立方氮化硼的硬度仅次于京昂是，二比其它两种磨料α－AL2O3和Si C要高得多。

俄国专家堆添加硅合成的立方氮化硼晶体的某些性质进行了研究，指出，硅原子溶解到立方氮化硼晶格中导致其显微硬度、位错密度和密度的明显增加，以及晶格常数的减少。未添和添加硅合成的立方氮化硼显微硬度的变化值如表1－3所示。

2、强度 强度是立方氮化硼产品分级和评定其质量的重要指标。影响单晶强度的因素有很多，包括应力状态的特点、亚结构、尺寸、晶形、内部和表面存在的裂纹及其它缺陷等，在脆性状态中，单晶强度与结晶块的散射角到小成正比，而散射角是亚结构的重要特征之一。亚结构对立方氮化硼强度特性的影响研究表明，当块状散射角增加到一定值（1－2.5。）时，发现强度有提高的趋势。当散射角更大时，块状晶体强度明显的降到接近集合体的强度；复杂断层结构的块状看晶体具有最高的强度。堆不同亚结构的立方氮化硼单井机械强度进行试验，认为获得粗颗粒、高强度立方氮化硼所必需的条件是，块状晶体散射角的变化在1－2.5O度的范围内。表1－3立方氮化硼晶体显微硬度

3、弹性模量（N/m2） C11为71.2×1010（由C11／C0计算值），C12为～8×1010（估计值），C44为33.4×1010（由C44／C0计算值），K（体积模量）＝(C11+2C12)／3≈29×1010。

4、压缩率cm2/N) (0.24~0.37)×10-17,0.34×10-17(从弹性模量计算的)。

5、位错迁移温度＞1579K。 6、声子波谱（cm-1meV）

光学纵波 1304（161.6） 拉曼光谱 多晶氮化硼 光学纵波 1304（166） 红外反射 多晶复合体 光学纵波 1365（169） 红外透射 粉末在丙酮中 光学横波 1056（130.9） 拉曼光谱 光学横波 1065(132) 红外反射

音响纵波 685(85) 红为透射 粉末 音响横波 348(43) 红外透射 单晶 中心频率 1175(145.7) 红外透射 二、 光学性质

立方氮化硼的光学性质研究很少，简单介绍如下。

1、 颜色 物色（稀少），通常为黄色（琥珀色、蜂蜜色、黄棕色），还有橘色、黑色（B掺杂）、褐色和深蓝色 (Be 掺杂)。

2、 色散（nλ1-nλ2） 687nm~397nm 687nm~430.8nm 656.3 nm~486.1nm

红外和紫外光谱峰在≈9.1μm处。 图1－7在浓度不同的丙酮中CBN的透射光谱 图1－8单晶CBN的吸收 图1－9不同条件下CBN的反射

图1－10单晶CBN（黄色无掺杂）的透射光谱 三、 电磁性质

1、 电阻率（??cm） p型（Be掺杂）为102～104，导电激活能为0.19~0.23eV;n型(B、S、Si、CN掺杂)当102～10.7，导电激活能 0.05~0.41eV. 1010(无掺杂),从298K升到773K无掺杂的黄色晶体的电阻从1010 ?降低到107 ? (电阻的降低伴随颜色的变化)。

2、介电常数 ξ0＝7.1ξ∞=4.5(n=2.117;n2=4.480)。

立方氮化硼的空间群因为是没有对称中心的F43m，所以显示压电性，推定压电系数d14=0.843×10-12C/N,机电耦合系数K14=0.14。 如果利用立

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