立方氮化硼(CBN)是在機械加工領域應用廣泛的超硬材料,CBN原子結構與金剛石中的碳原子結構類似,具有高密度和高硬度等特性。CBN莫氏硬度9.7,是目前已知的硬度僅次于金剛石(莫氏硬度10)的超硬材料。
立方氮化硼單晶主要是由靜態(tài)高壓觸媒法合成,用于CBN合成的觸媒主要包括堿金屬、堿土金屬以及它們的氮化物,詳細可分為超過50種。根據(jù)觸媒選擇不同把CBN分為Mg基、Li基等,目前最主流的是Li基多元觸媒。除此之外根據(jù)顏色不同把CBN分為多個不同的顏色體系,市場上常見有黃色(琥珀色、蜂蜜色、黃棕色),還有褐色、黑色等。
CBN的顏色受多方面因素影響。由于觸媒材料選擇不同,在晶體合成過程中會引入不同的雜質缺陷,缺陷形式有間隙缺陷、置換缺陷等,改變了晶體的光學性質,使得晶體呈現(xiàn)不同的顏色。純凈的CBN應該是無色透明的。研究人員通過拉曼光譜測試的方法,分析CBN呈現(xiàn)黑色是因為晶體中多余B原子的存在造成的。研究實驗表明CBN顏色的差異主要影響因素是不同添加劑造成的B和N的原子比例不同。添加劑還會影響不同晶面上的生長速度,從而使得CBN的晶體呈現(xiàn)不同形貌,例如厚板狀、類球形、四面體、六八面體、長條狀等形貌。
因為晶體的各向異性,不同形貌的CBN存在硬度和強度的差異。形貌越規(guī)則,晶面完整的CBN具有更高的強度和硬度。形狀不規(guī)則,表面有缺陷的CBN單晶強度較低,但其鋒利性更好。。
不同顏色CBN單晶在微觀結構上不一樣,在顯微硬度和韌性上有細微的差別,而在砂輪應用中,對砂輪性能影響更大的是CBN單晶的TI值和TTI值,以及粒度和晶型,大量的應用實踐也證明了以上情況,因此不要在CBN單晶的顏色耿耿于懷、念念不忘,更應該關注CBN單晶的內在特性。
CBN經過數(shù)年研究發(fā)展,現(xiàn)有合成CBN的觸媒和添加劑成熟配方有許多種。由于各家研究方向有所不同,后期存在彼此的技術交流,從而衍生出許多新的配方合成的新品牌CBN單晶。通過TI及TTI等檢測方式,不難看出現(xiàn)有的各品牌CBN是有明顯差異的,不同品牌CBN單晶形貌、強度、價格不盡相同,應用范圍也有不同。CBN單晶在砂輪制造方面,對于磨粒的主要考量依據(jù)是沖擊韌性、熱沖擊韌性、形貌,從而選擇最適磨粒。
信陽市德隆超硬材料有限公司新推出DL-8500牌號亮黑色CBN單晶,具有完整的晶面,棱角分明,涵蓋70/80至325/400粒度范圍,具有行業(yè)內同種產品中最高的沖擊強度,熱穩(wěn)定性好,選型后分為A、B型,A型具有完整規(guī)則塊狀形貌,切削研磨效率高,有更高的強度;B型晶體呈不規(guī)則塊狀或片狀形貌,有良好的鋒利性和自銳性。歡迎咨詢合作!
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