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一、碳化硼(boron carbide ),别名黑钻石,分子式为B₄C,通常为灰黑色微粉。是已知最坚硬的三种材料之一(其他两种为
金刚石、立方相氮化硼),用于坦克车的装甲、避弹衣和很多工业应用品中。它的摩氏硬度为9.3。坚硬黑色有光泽晶体。硬度比工业金刚石低,但比
碳化硅高。与大多数陶器相比,易碎性较低。具有大的热能中子俘获截面。抗化学作用强。不受热
氟化氢和硝酸的侵蚀。溶于熔化的碱中,不溶于水和酸。相对密度(d204)2.508~2.512。熔点2350℃。沸点3500℃。
二、金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石的原身,它是一种由碳元素组成的矿物,是石墨的
同素异形体。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。
硬度
摩氏硬度10,新摩氏硬度15,显微硬度10000kg/mm2,显微硬度比石英高1000倍,比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性,八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度,菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。
依照摩氏硬度标准(Mohs hardness scale)共分10级,钻石(金刚石)为最高级第10级;如小刀其硬度约为5.5、铜币约为3.5至4、指甲约为2至3、玻璃硬度为6。
由于硬度最高,金刚石的切削和加工必须使用钻石粉或激光(比如532nm或者1064nm波长激光)来进行。金刚石的密度为3.52g/立方厘米,折射率为2.417(在500纳米光波下),色散率为0.044。
1. 形状:
正八面体晶体
2. 密度(g/mLat 25°C):3.5
3. 熔点(ºC):3550°C-4000°C
4.绝对硬度:10000-2500
三、
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。
聚晶立方氮化硼硬度很高,达2700~5000HV,仅次于金刚石的硬度;抗弯强度和断裂韧性介于
硬质合金和陶瓷之间;热稳定性大大高于人造金刚石,在1300℃时仍可切削,具有很高的抗氧化能力,在1000℃时也不产生氧化现象,
铁元素的化学惰性也远大于人造金刚石,与铁系材料在1200至1300℃高温时也不易起化学作用,但在1000℃左右时会与水产生水解作用,造成大量CBN被磨耗,因此用PCBN刀具湿式切削时需注意选择
切削液种类。因此,立方氮化硼作为一种超硬刀具材料,可用于加工钢、铁等
黑色金属,特别是加工高温合金、火钢和冷硬铸铁等难加工材料,它还非常适合数控机床加工。