立方氮化硼特性綜述

立方氮化硼特性綜述一、本文概述立方氮化硼（c-BN）是一種獨(dú)特的無機(jī)非金屬材料，因其優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)在多個領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本文旨在全面綜述立方氮化硼的基本特性，包括其晶體結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)以及制備方法等。我們將深入探討立方氮化硼的硬度、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、光學(xué)性質(zhì)以及電子性質(zhì)等關(guān)鍵特性，并概述其在磨料磨具、切削工具、涂層材料、電子器件以及深紫外光電器件等領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀。本文還將展望立方氮化硼未來的發(fā)展趨勢和潛在應(yīng)用領(lǐng)域，以期為該材料的進(jìn)一步研究和應(yīng)用提供有益的參考。二、立方氮化硼的基本性質(zhì)立方氮化硼（c-BN）是一種由氮和硼元素組成的化合物，其晶體結(jié)構(gòu)為面心立方，與金剛石相似。這使得立方氮化硼具有一系列獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，使其在工業(yè)應(yīng)用中具有廣泛的潛力。立方氮化硼具有極高的硬度，其硬度僅次于金剛石，這使得它在磨削、切割和拋光等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。立方氮化硼的熱穩(wěn)定性非常高，可以在高溫甚至超高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定，因此，它在高溫加工和涂層技術(shù)中有重要的應(yīng)用。除此之外，立方氮化硼還具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠抵抗多種化學(xué)腐蝕。這使得它在化學(xué)工業(yè)、電子工業(yè)以及航空航天等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用。立方氮化硼的導(dǎo)熱性和絕緣性也非常好，使得它在電子器件散熱和絕緣材料方面有著廣闊的應(yīng)用前景。立方氮化硼的基本性質(zhì)使其在多個領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，立方氮化硼的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)M(jìn)一步拓展，其在未來材料科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域中的地位也將更加重要。三、立方氮化硼的合成方法立方氮化硼（c-BN）是一種具有優(yōu)異物理和化學(xué)性質(zhì)的新型無機(jī)非金屬材料，其合成方法一直是材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，立方氮化硼的合成方法也得到了不斷的改進(jìn)和完善。目前，主要的合成方法包括高溫高壓法、化學(xué)氣相沉積法、溶劑熱法、脈沖激光沉積法等。高溫高壓法是最早用于合成立方氮化硼的方法，其原理是在高溫高壓條件下，使硼和氮直接反應(yīng)生成立方氮化硼。這種方法合成的立方氮化硼純度較高，結(jié)晶性好，但設(shè)備投資大，能耗高，生產(chǎn)效率低，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)?；瘜W(xué)氣相沉積法是一種在較低溫度下合成立方氮化硼的有效方法。該法通過氣體源的化學(xué)反應(yīng)，在基體表面沉積生成立方氮化硼薄膜。該方法具有設(shè)備簡單、操作方便、易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。溶劑熱法是一種在較低溫度和壓力下合成立方氮化硼的新方法。該方法利用溶劑對硼和氮的溶解作用，通過控制反應(yīng)條件，使硼和氮在溶劑中反應(yīng)生成立方氮化硼。該方法具有反應(yīng)條件溫和、設(shè)備投資小、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，但合成的立方氮化硼結(jié)晶性較差，純度較低。脈沖激光沉積法是一種利用脈沖激光能量激發(fā)靶材表面，使靶材中的硼和氮元素以等離子體形式沉積在基體表面生成立方氮化硼的方法。該方法具有反應(yīng)速度快、沉積效率高、制備的立方氮化硼薄膜質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備成本較高，操作復(fù)雜。除上述方法外，還有一些新興的合成方法如微波等離子體化學(xué)氣相沉積法、電弧放電法等也在不斷研究和探索中。這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)具體的生產(chǎn)需求和產(chǎn)品要求選擇合適的合成方法。立方氮化硼的合成方法多種多樣，不同的方法適用于不同的生產(chǎn)場景和產(chǎn)品需求。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，立方氮化硼的合成方法將會更加多樣化、高效化、環(huán)?；?。未來，立方氮化硼作為一種重要的無機(jī)非金屬材料，將在各個領(lǐng)域發(fā)揮更加廣泛的作用。四、立方氮化硼的應(yīng)用領(lǐng)域立方氮化硼（c-BN）作為一種性能優(yōu)異的工程材料，在眾多領(lǐng)域中都展現(xiàn)出了其獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。以下將詳細(xì)介紹立方氮化硼的幾個主要應(yīng)用領(lǐng)域。立方氮化硼的高硬度使其成為制造切削刀具和磨具的理想材料。與傳統(tǒng)的碳化硅和氧化鋁相比，立方氮化硼刀具具有更高的耐磨性和更長的使用壽命。在高速切削和精密加工領(lǐng)域，立方氮化硼刀具的應(yīng)用日益廣泛，為制造業(yè)提供了更高效、更精確的加工解決方案。立方氮化硼的高熱穩(wěn)定性和高電阻率使其在半導(dǎo)體和電子工業(yè)中具有重要作用。它可以作為優(yōu)良的絕緣材料，用于制造電子設(shè)備的隔離層和電容器。立方氮化硼還可作為制造大規(guī)模集成電路和電子芯片的理想襯底材料。立方氮化硼的高硬度和高化學(xué)穩(wěn)定性使其成為涂層和復(fù)合材料的理想增強(qiáng)劑。通過與其他材料的復(fù)合，可以提高基材的硬度、耐磨性和耐腐蝕性。這類復(fù)合材料在航空航天、汽車制造和石油化工等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。除了上述領(lǐng)域外，立方氮化硼還在其他一些特定領(lǐng)域得到了應(yīng)用。例如，在光學(xué)領(lǐng)域，立方氮化硼的高折射率使其成為制造光學(xué)元件的候選材料；在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，立方氮化硼的生物相容性和穩(wěn)定性使其在醫(yī)療器械和生物傳感器方面有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。立方氮化硼作為一種高性能的工程材料，在切削刀具、半導(dǎo)體、涂層與復(fù)合材料等多個領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，立方氮化硼的應(yīng)用領(lǐng)域還將進(jìn)一步擴(kuò)大，其在未來材料科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展前景令人期待。五、立方氮化硼的性能優(yōu)化與改性立方氮化硼（c-BN）作為一種性能優(yōu)異的工程材料，其硬度、耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性以及高熱穩(wěn)定性等特性使其在眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。然而，為了進(jìn)一步提升立方氮化硼的性能，滿足更嚴(yán)苛的工業(yè)應(yīng)用需求，科研工作者們一直在探索其性能優(yōu)化與改性的方法。晶體結(jié)構(gòu)調(diào)控：通過精確控制合成條件，如溫度、壓力、氣氛等，可以調(diào)控立方氮化硼的晶體結(jié)構(gòu)，從而優(yōu)化其硬度、熱導(dǎo)率等物理性能。摻雜技術(shù)：在立方氮化硼中引入特定的雜質(zhì)元素或化合物，通過摻雜技術(shù)調(diào)控其電子結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改善其電學(xué)、光學(xué)或熱學(xué)性能。納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：利用納米技術(shù)，如納米壓印、納米涂層等，設(shè)計(jì)并制備出具有優(yōu)異性能的立方氮化硼納米材料，提升其力學(xué)性能和功能特性。表面涂層：通過在立方氮化硼表面涂覆一層或多層薄膜，如金剛石薄膜、碳化硅薄膜等，可以有效提高其耐磨性、抗腐蝕性和抗熱震性。表面改性：利用化學(xué)或物理方法，如等離子體處理、化學(xué)氣相沉積等，對立方氮化硼表面進(jìn)行改性，改善其與基體的結(jié)合力，提高復(fù)合材料的整體性能。復(fù)合增強(qiáng)：將立方氮化硼與其他高性能材料（如金屬、陶瓷、高分子等）進(jìn)行復(fù)合，通過增強(qiáng)相與基體的協(xié)同作用，提升復(fù)合材料的力學(xué)性能和耐用性。通過性能優(yōu)化與改性處理，立方氮化硼的性能得到了顯著提升，為其在高端切削刀具、耐磨涂層、電子器件等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了有力支持。未來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，立方氮化硼的性能優(yōu)化與改性技術(shù)將有望實(shí)現(xiàn)更大的突破，推動其在更多領(lǐng)域的應(yīng)用拓展。六、立方氮化硼的研究進(jìn)展與挑戰(zhàn)近年來，立方氮化硼（c-BN）作為一種性能優(yōu)異的超硬材料，在科研和工業(yè)界都受到了廣泛關(guān)注。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，立方氮化硼的研究取得了顯著進(jìn)展，但同時(shí)仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。合成技術(shù)的突破：傳統(tǒng)的立方氮化硼合成方法如高溫高壓法雖然能制備出高質(zhì)量的c-BN，但成本較高、工藝復(fù)雜。近年來，研究者們開發(fā)出了如化學(xué)氣相沉積（CVD）等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）等新型合成技術(shù)，極大地降低了制備成本，提高了生產(chǎn)效率。性能優(yōu)化的探索：研究者們通過元素?fù)诫s、納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等手段，不斷優(yōu)化立方氮化硼的性能。例如，通過引入特定元素，可以改善c-BN的導(dǎo)熱性、電學(xué)性能等，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)用領(lǐng)域的拓展：隨著對立方氮化硼性能認(rèn)識的深入，其在刀具、磨具、涂層材料、電子器件等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。特別是在高精度加工和新能源領(lǐng)域，c-BN的應(yīng)用前景十分廣闊。制備技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化：盡管新型合成技術(shù)降低了成本，但如何進(jìn)一步提高立方氮化硼的質(zhì)量和產(chǎn)量仍是研究的重點(diǎn)。性能調(diào)控的精細(xì)化：如何通過精確控制合成條件和后續(xù)處理過程，實(shí)現(xiàn)立方氮化硼性能的精細(xì)化調(diào)控，是當(dāng)前研究的難點(diǎn)。應(yīng)用技術(shù)的創(chuàng)新：如何將立方氮化硼更好地應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，提高其使用性能，是研究者們需要不斷探索的問題。立方氮化硼作為一種重要的超硬材料，在科研和工業(yè)界的應(yīng)用前景廣闊。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，相信未來立方氮化硼的研究將取得更多突破，為人類社會的發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。七、結(jié)論立方氮化硼作為一種新興的材料，憑借其出色的物理和化學(xué)特性，在多個領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。本文詳細(xì)綜述了立方氮化硼的制備方法、晶體結(jié)構(gòu)、力學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)以及化學(xué)穩(wěn)定性等關(guān)鍵特性。通過對比分析不同制備方法的優(yōu)缺點(diǎn)，指出了高溫高壓法和氣相沉積法在工業(yè)應(yīng)用中的廣泛性和實(shí)用性。立方氮化硼的硬度僅次于金剛石，使其成為一種理想的耐磨、耐切割材料，在切削工具、磨具和軸承等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)，其高熱穩(wěn)定性和良好的導(dǎo)熱性使得立方氮化硼在高溫電子器件和散熱材料方面表現(xiàn)出色。立方氮化硼的化學(xué)穩(wěn)定性使其在耐腐蝕、抗氧化涂層以及化學(xué)傳感器等領(lǐng)域同樣具有應(yīng)用價(jià)值。然而，立方氮化硼的大規(guī)模應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍面臨一些挑戰(zhàn)，如制備成本較高、工藝復(fù)雜、大尺寸單晶制備困難等問題。因此，未來研究應(yīng)致力于開發(fā)更加高效、經(jīng)濟(jì)的制備方法，同時(shí)提高立方氮化硼的晶體質(zhì)量和尺寸，以滿足不同領(lǐng)域的應(yīng)用需求。立方氮化硼作為一種獨(dú)特的材料，在多個領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。通過深入研究其特性，不斷優(yōu)化制備工藝，立方氮化硼有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。參考資料：在材料科學(xué)和光學(xué)領(lǐng)域，立方氮化硼（c-BN）是一種非常重要的材料，由于其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，包括電子、光電子、激光等。其中，立方氮化硼的線性電光效應(yīng)和紫外光電效應(yīng)是兩個重要的研究方向。線性電光效應(yīng)是指材料在電場作用下產(chǎn)生光學(xué)性質(zhì)的變化，這種變化是線性的，與電場強(qiáng)度成正比。立方氮化硼具有高的光學(xué)質(zhì)量和低的熱導(dǎo)率，因此在高溫和強(qiáng)輻射環(huán)境下具有優(yōu)良的穩(wěn)定性和可靠性。在立方氮化硼的線性電光效應(yīng)研究中，主要關(guān)注的是其電場作用下折射率、消光系數(shù)等光學(xué)常數(shù)的變化，以及這種變化對光電子器件性能的影響。這些研究有助于深入理解立方氮化硼的電光性質(zhì)，為新型光電子器件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供理論支持。另一方面，立方氮化硼的紫外光電效應(yīng)也是一個重要的研究方向。紫外光電效應(yīng)是指材料在紫外光的照射下產(chǎn)生電子-空穴對，從而形成光電流的現(xiàn)象。由于立方氮化硼具有寬的帶隙（約為4eV），因此可以在紫外光區(qū)域產(chǎn)生高效的光電轉(zhuǎn)換。在立方氮化硼的紫外光電效應(yīng)研究中，主要關(guān)注的是其光電轉(zhuǎn)換效率、響應(yīng)速度、光譜響應(yīng)等性能參數(shù)，以及這些參數(shù)在各種環(huán)境條件下的變化規(guī)律。這些研究有助于開發(fā)新型紫外探測器和太陽能電池，提高其在特定環(huán)境下的性能表現(xiàn)。立方氮化硼的線性電光效應(yīng)和紫外光電效應(yīng)研究為新型光電子器件的開發(fā)和應(yīng)用提供了重要的理論和技術(shù)支持。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，相信立方氮化硼的應(yīng)用前景將更加廣闊。立方氮化硼（c-BN）是一種非常重要的寬帶隙半導(dǎo)體材料，在高溫、高壓、高頻以及抗腐蝕等方面具有優(yōu)異的性能，因此被廣泛應(yīng)用于光電器件、電子器件、激光器、高溫半導(dǎo)體器件等領(lǐng)域。研究立方氮化硼的紫外光吸收光譜及能帶結(jié)構(gòu)對于深入了解其光電性能、優(yōu)化器件應(yīng)用具有重要意義。紫外光吸收光譜是研究材料能帶結(jié)構(gòu)的重要手段之一。通過測量立方氮化硼的紫外光吸收光譜，可以獲得其禁帶寬度、光學(xué)常數(shù)以及光子吸收系數(shù)等重要參數(shù)。在實(shí)驗(yàn)中，我們采用脈沖激光器產(chǎn)生的紫外光照射立方氮化硼樣品，并使用光譜儀測量其反射光譜和透射光譜。通過對光譜數(shù)據(jù)的分析，我們發(fā)現(xiàn)立方氮化硼在紫外波段的吸收邊約為240nm，表明其具有較大的禁帶寬度。能帶理論是描述固體材料電子結(jié)構(gòu)的理論框架。根據(jù)能帶理論，立方氮化硼作為一種寬帶隙半導(dǎo)體，具有較高的價(jià)帶和導(dǎo)帶能級，因此在紫外波段具有較強(qiáng)的光吸收能力。通過對立方氮化硼的能帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算模擬，我們發(fā)現(xiàn)其價(jià)帶主要由B原子的2p軌道電子組成，而導(dǎo)帶則主要由N原子的2p軌道電子組成。立方氮化硼的能帶結(jié)構(gòu)還表現(xiàn)出明顯的方向性，這與其晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。在了解了立方氮化硼的紫外光吸收光譜及能帶結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，我們可以進(jìn)一步探討其在光電器件、電子器件等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。例如，由于立方氮化硼具有較大的禁帶寬度和優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性，可以作為高溫紅外探測器的理想材料；其優(yōu)異的抗腐蝕性能使其在某些特殊環(huán)境下的應(yīng)用具有巨大潛力。研究立方氮化硼的紫外光吸收光譜及能帶結(jié)構(gòu)對于深入了解其光電性能、優(yōu)化器件應(yīng)用具有重要意義。未來，我們還將繼續(xù)深入研究立方氮化硼的其他光電性能，為其在光電器件、電子器件等領(lǐng)域的應(yīng)用提供更加全面的理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。鈦合金因其輕質(zhì)、高強(qiáng)度和耐腐蝕等特性在航空、航天、醫(yī)療和汽車等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，由于鈦合金的硬度高、加工難度大，對其進(jìn)行高效、高質(zhì)量的加工是一大挑戰(zhàn)。單層釬焊立方氮化硼（cBN）砂輪作為一種新型的超硬磨料，具有高硬度、高熱穩(wěn)定性和良好的磨削性能，為鈦合金的加工提供了新的解決方案。本文旨在探討單層釬焊cBN砂輪緩進(jìn)深切磨削鈦合金的基礎(chǔ)研究，為進(jìn)一步提高鈦合金加工效率和質(zhì)量提供理論支持。本實(shí)驗(yàn)采用單層釬焊cBN砂輪對鈦合金進(jìn)行緩進(jìn)深切磨削，旨在通過優(yōu)化工藝參數(shù)，提高鈦合金的加工效率和質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)中，通過控制砂輪轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、切削深度等參數(shù)，探究其對鈦合金加工效率和質(zhì)量的影響。同時(shí)，采用掃描電子顯微鏡（SEM）和能譜分析（EDS）對磨削后的表面形貌和成分進(jìn)行分析。本實(shí)驗(yàn)采用單層釬焊cBN砂輪對鈦合金進(jìn)行緩進(jìn)深切磨削，具體流程如下：砂輪選擇：選用單層釬焊cBN砂輪，直徑為100mm，粒度為60目。試樣準(zhǔn)備：選用純鈦合金作為試樣材料，尺寸為10mm×10mm×5mm。磨削參數(shù)設(shè)置：根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)置砂輪轉(zhuǎn)速為3000r/min，進(jìn)給速度為1mm/min，切削深度為2mm。表面形貌和成分分析：采用SEM和EDS對磨削后的試樣表面形貌和成分進(jìn)行分析。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖表發(fā)現(xiàn)，單層釬焊cBN砂輪緩進(jìn)深切磨削鈦合金可以獲得較好的表面質(zhì)量和加工效率。在優(yōu)化工藝參數(shù)的條件下，磨削后的表面粗糙度小于100nm，加工效率較傳統(tǒng)加工方法提高了30%。EDS分析結(jié)果表明，磨削后的表面成分未發(fā)生明顯變化，證明單層釬焊cBN砂輪對鈦合金的加工具有良好的適應(yīng)性。本文通過對單層釬焊cBN砂輪緩進(jìn)深切磨削鈦合金的實(shí)驗(yàn)研究，得出以下單層釬焊cBN砂輪具有高硬度、高熱穩(wěn)定性和良好的磨削性能，為鈦合金的加工提供了新的解決方案。通過優(yōu)化工藝參數(shù)，單層釬焊cBN砂輪緩進(jìn)深切磨削鈦合金可以獲得較好的表面質(zhì)量和加工效率，加工效率較傳統(tǒng)加工方法提高了30%。單層釬焊cBN砂輪對鈦合金的加工具有良好的適應(yīng)性，磨削后的表面成分未發(fā)生明顯變化。盡管單層釬焊cBN砂輪緩進(jìn)深切磨削鈦合金具有較好的效果，但仍存在一些問題需要進(jìn)一步研究：本研究僅針對純鈦合金進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，未來可以對鈦合金復(fù)合材料進(jìn)行探討，以拓展單層釬焊cBN砂輪的應(yīng)用范圍。本研究僅對砂輪的轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和切削深度等參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，未來可以對其他工藝參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究，以進(jìn)一步提高加工效率和質(zhì)量。在實(shí)際應(yīng)用中，單層釬焊cBN砂輪的消耗較大，需要砂輪的修整和更換問題，以降低加工成本。氮化硼是由氮原子和硼原子所構(gòu)成的晶體?；瘜W(xué)組成為6%的硼和4%的氮，具有四種不同的變體：六方氮化硼（HBN)、菱方氮化硼（RBN）、立方氮化硼（CBN）和纖鋅礦氮化硼（WBN）。氮化硼問世于100多年前，最早的應(yīng)用是作為高溫潤滑劑的六方氮化硼，不僅其結(jié)構(gòu)而且其性能也與石墨極為相似，且自身潔白，所以俗稱：白石墨。氮化硼（BN）陶瓷是早在1842年被人發(fā)現(xiàn)的化合物。國外對BN材料從第二次世界大戰(zhàn)后進(jìn)行了大量的研究工作，直到1955年解決了BN熱壓方法后才發(fā)展起來的。美國金剛石公司和聯(lián)合碳公司首先投入了生產(chǎn)，1960年已生產(chǎn)10噸以上。1957年R·H·Wentrof率先試制成功CBN，1969年美國通用電氣公司以商品Borazon銷售，1973年美國宣布制成CBN刀具。1979年首次成功采用脈沖等離子體技術(shù)在低溫低壓下制備崩c—BN薄膜。20世紀(jì)90年代末，人們已能夠運(yùn)用多種物理氣相沉積（PVD）和化學(xué)氣相沉積（CVD）的方法制備c-BN薄膜。從中國國內(nèi)看，發(fā)展突飛猛進(jìn)，1963年開始BN粉末的研究，1966年研制成功，1967年投入生產(chǎn)并應(yīng)用于我國工業(yè)和尖端技術(shù)之中。CBN通常為黑色、棕色或暗紅色晶體，為閃鋅礦結(jié)構(gòu)，具有良好的導(dǎo)熱性。硬度僅次于金剛石，是一種超硬材料，常用作刀具材料和磨料。氮化硼具有抗化學(xué)侵蝕性質(zhì)，不被無機(jī)酸和水侵蝕。在熱濃堿中硼氮鍵被斷開。1200℃以上開始在空氣中氧化。真空時(shí)約2700℃開始分解。微溶于熱酸，不溶于冷水，相對密度29。壓縮強(qiáng)度為170MPa。在氧化氣氛下最高使用溫度為900℃，而在非活性還原氣氛下可達(dá)2800℃，但在常溫下潤滑性能較差。氮化硼的大部分性能比碳素材料更優(yōu)。對于六方氮化硼：摩擦系數(shù)很低、高溫穩(wěn)定性很好、耐熱震性很好、強(qiáng)度很高、導(dǎo)熱系數(shù)很高、膨脹系數(shù)較低、電阻率很大、耐腐蝕、可透微波或透紅外線。氮化硼六方晶系結(jié)晶，最常見為石墨晶格，也有無定形變體，除了六方晶型以外，氮化硼還有其他晶型，包括：菱方氮化硼（r-BN)、立方氮化硼（c-BN）、纖鋅礦型氮化硼（w-BN)。人們甚至還發(fā)現(xiàn)像石墨稀一樣的二維氮化硼晶體。通常對水體是稍微有害的，不要將未稀釋或大量產(chǎn)品接觸地下水，水道或污水系統(tǒng)，未經(jīng)政府許可勿將材料排入周圍環(huán)境。通常制得的氮化硼是石墨型結(jié)構(gòu)，俗稱為白色石墨。另一種是金剛石型，和石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸脑眍愃?，石墨型氮化硼在高溫?800℃）、高壓（8000Mpa）下可轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎傂偷?。是新型耐高溫的超硬材料，用于制作鉆頭、磨具和切割工具。1957年Wentorf首次人工合成立方BN。在溫度接近或高于1700℃，最低壓強(qiáng)為11～12GPa時(shí)，由純六方氮化硼（HBN）直接轉(zhuǎn)變成立方氮化硼（CBN）。隨后人們發(fā)現(xiàn)使用催化劑可大幅度降低轉(zhuǎn)變溫度和壓力。常用的催化劑為：堿和堿土金屬、堿和堿土氮化物、堿土氟代氮化物、硼酸銨鹽和無機(jī)氟化物等。其中以硼酸銨鹽作催化劑所需的溫度和壓力最低，在1500℃時(shí)所需壓力為5GPa，而在壓力為6GPa時(shí)其溫度區(qū)間為600～700℃。由此可見，雖然加催化劑可大大降低轉(zhuǎn)變溫度和壓力，但所需的溫度和壓力還是較高。因而其制備的設(shè)備復(fù)雜、成本高，其工業(yè)應(yīng)用受到限制。1979年Sokolowski成功利用脈沖等離子體技術(shù)在低溫低壓下制備成立方氮化硼（CBN）膜。所用設(shè)備簡單，工藝易于實(shí)現(xiàn)，因此得到迅速發(fā)展。已出現(xiàn)多種氣相沉積方法。傳統(tǒng)來講主要是指熱化學(xué)氣相沉積。實(shí)驗(yàn)裝置一般由耐熱石英管和加熱裝置組成，基體既可以通過加熱爐加熱（熱壁CVD），也可以通過高頻感應(yīng)加熱（冷壁CVD）。反應(yīng)氣體在高溫基體表面發(fā)生分解，同時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)沉積成膜，反應(yīng)氣體有BCl3或B2H4與NH3的混合氣體。此方法是在高壓釜里的高溫、高壓反應(yīng)環(huán)境中，采用水作為反應(yīng)介質(zhì)，使得通常難溶或不溶的物質(zhì)溶解，反應(yīng)還可進(jìn)行重結(jié)晶。水熱技術(shù)具有兩個特點(diǎn)，一是其相對低的溫度，二是在封閉容器中進(jìn)行，避免了組分揮發(fā)。作為一種低溫低壓合成方法，被用于在低溫下合成立方氮化硼。作為近年興起的一種低溫納米材料合成方法，苯熱合成受到廣泛關(guān)注。苯由于其穩(wěn)定的共軛結(jié)構(gòu)，是溶劑熱合成的優(yōu)良溶劑，最近成功地發(fā)展成苯熱合成技術(shù)，如反應(yīng)式：反應(yīng)溫度只有450℃，苯熱合成技術(shù)可以在相對低的溫度和壓力下制備出通常在極端條件下才能制得的、在超高壓下才能存在的亞穩(wěn)相。這種方法實(shí)現(xiàn)了低溫低壓制備立方氮化硼。但是這種方法尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段，是一種很有應(yīng)用潛力的合成方法。利用外部提供必要的能量誘發(fā)高放熱化學(xué)反應(yīng)，體系局部發(fā)生反應(yīng)形成化學(xué)反應(yīng)前沿（燃燒波），化學(xué)反應(yīng)在自身放出熱量的支持下快速進(jìn)行，燃燒波蔓延整個體系。這種方法雖然是傳統(tǒng)的無機(jī)合成方法，但近年才有報(bào)道用于氮化硼的合成。該方法是在碳化硅表面上，以硼酸為原料的，碳為還原劑，氨氣氮化得到氮化硼的方法，所得產(chǎn)物純度很高，對于復(fù)合材料的制備具有很大的應(yīng)用價(jià)值。利用粒子束濺射沉積技術(shù)，得到立方氮化硼和六方氮化硼的混合產(chǎn)物。這種方法雖然雜質(zhì)較少，但是由于反應(yīng)條件難以控制，因此產(chǎn)物的形態(tài)難以控制，對這種方法的研究還有很大的發(fā)展?jié)摿?。用激光作為外加能源，誘發(fā)反應(yīng)前驅(qū)體之間的氧化還原反應(yīng)，并使B和N結(jié)合從而生成氮化硼，但是這種方法得到的也是混合相。氮化硼纖維貯存方法：貯存于通風(fēng)良好、干燥庫房內(nèi)。空氣中允許氮化硼最高濃度為6mg/m3。高溫固體潤滑劑，擠壓抗磨添加劑，生產(chǎn)陶瓷復(fù)合材料的添加劑，耐火材料和抗氧化添加劑，尤其抗熔融金屬腐蝕的場合，熱增強(qiáng)添加劑、耐高溫的絕緣材料。壓制成各種形狀的氮化硼制品，可用做高溫、高壓、絕緣、散熱部件。在觸媒參與下，經(jīng)高溫高壓處理可轉(zhuǎn)化為堅(jiān)硬如金剛石的立方氮化硼。由氮化硼加工制成的超硬材料，可制成高速切割工具和地質(zhì)勘探、石油鉆探的鉆頭。冶金上用于連續(xù)鑄鋼的分離環(huán)，非晶態(tài)鐵的流槽口，連續(xù)鑄鋁的脫模劑（各種光學(xué)玻璃脫膜劑）。各種激光防偽鍍鋁、商標(biāo)燙金材料，各種煙標(biāo)，啤酒標(biāo)、包裝盒，香煙包裝盒鍍鋁等等。2023年8月31日，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院和英國曼徹斯特大學(xué)團(tuán)隊(duì)利用新發(fā)現(xiàn)的類石墨烯二維材料氮化硼的熒光特性，揭示了一個“隱藏的世界”。這種創(chuàng)新方法使科學(xué)家能追蹤納米流體結(jié)構(gòu)內(nèi)的單個分子，以前所未有的方式闡明它們的行為。該研究結(jié)果發(fā)表在新一期《自然·材料》雜志上。由于鋼鐵材料硬度很高，因而加工時(shí)會產(chǎn)生大量的熱，金剛石工具在高溫下易分解，且容易與過渡金屬反應(yīng)，而c-BN材料熱穩(wěn)定性好，且不易與鐵族金