立方氮化硼（CBN)是典型的Ⅲ-Ⅴ族化合物，是一種人工合成的無機(jī)晶體材料，在自然界不存在原生礦。1957年美國通用電器公司的溫托夫（R.H.wentorf）以六方氮化硼為原料、堿金屬或堿土金屬及其氮化物為觸媒在靜態(tài)超高壓高溫條件下合成出世界第一顆CBN晶體。它具有閃鋅礦結(jié)構(gòu)、硬度僅次于金剛石、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好、可耐1000℃以上高溫并耐酸堿、在高溫下對鐵族元素呈化學(xué)惰性，彌補(bǔ)了金剛石的不足，兩者組成了完美的超硬材料家族，不僅可作為磨料加工世間所有材料，而且有著廣泛的功能性用途。
       目前在工程材料方面，CBN主要用做超級磨料，是加工各種鋼材、鑄鐵、鎳基、鈷基合金的首選材料，尤其在現(xiàn)代精密加工領(lǐng)域，如汽車、航空航天、精密機(jī)械、微電子等精密工業(yè)方面，成為實(shí)現(xiàn)高效率、超精密、節(jié)約能源和操作自動化不可或缺的材料；其次在功能材料方面，CBN是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料，可做成耐高溫的CBN-PN結(jié)和發(fā)光二極管，可做極好的抗氧化涂層和光學(xué)窗口材料等，CBN晶體還是光譜適用范圍很寬的電光晶體，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
       合成CBN晶體的方法主要有：高溫高壓觸媒法、高溫高壓直接相轉(zhuǎn)變法、高溫高壓溫度梯度法、水熱合成法、氣相法。以上方法中常用的是觸媒法和溫度梯度法，氣相法主要用于薄膜生長。目前高溫高壓觸媒法是占據(jù)絕對優(yōu)勢的CBN工業(yè)合成方法。
       第一節(jié) 蓄勢待發(fā) 一朝騰飛
       第一顆CBN在美國制造成功后，到1960年代，前蘇聯(lián)、德國、日本、英國相繼合成出各國的第一顆CBN。我國在合成出第一顆人造金剛石的基礎(chǔ)上，三磨所盧飛雄等開展了CBN的高壓合成研究，于1966年11月，在61型兩面頂壓機(jī)上合成出了中國第一顆立方氮化硼。
20世紀(jì)80年代，日本精密制造加工技術(shù)的發(fā)展確立了大量使用CBN工具的共識，并全力發(fā)展CBN的應(yīng)用技術(shù)。這種前瞻性的工作使日本精密制造工業(yè)技術(shù)水平趕上甚至超過美國。自1980年代以后，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家都把CBN作為達(dá)到高效率、節(jié)約能源、超精密和操作自動化等目的的重要材料加以發(fā)展。CBN發(fā)展十分迅速，產(chǎn)量每年增長率在15％以上，銷售增長幾乎與之同步。
       近五十年的發(fā)展中經(jīng)歷了若干發(fā)展階段，我國立方氮化硼不斷發(fā)展壯大，技術(shù)水平不斷提高，產(chǎn)量越來越高，市場占有率越來越大，現(xiàn)已成為世界立方氮化硼生產(chǎn)的大國并正在成為強(qiáng)國。
       一、從無到有，緩慢發(fā)展
       從1966年至1980年代中期大約20年，是緩慢發(fā)展期。
       1966年立方氮化硼在我國問世后，由于當(dāng)時技術(shù)穩(wěn)定性限制、加之基礎(chǔ)工業(yè)薄弱，機(jī)械工業(yè)落后，工業(yè)需求不如金剛石那么迫切。到1970年也僅在部分刀具的加工中得到了一定的應(yīng)用。用于立方氮化硼觸媒合成材料僅有單一的金屬鎂，合成技術(shù)和生產(chǎn)發(fā)展非常緩慢，只能生產(chǎn)一種灰黑色、晶型差如“煤渣”狀的I型產(chǎn)品；合成腔體小，最大腔體直徑只有Φ14mm；產(chǎn)量低、合成穩(wěn)定性差。從事CBN試驗(yàn)及生產(chǎn)也僅有寥寥幾個國營單位，如三磨所、第六砂輪廠、第二砂輪廠等。直到1980年，10年間全國立方氮化硼總產(chǎn)量才僅為60余萬克拉，產(chǎn)量及應(yīng)用水平與國外差距明顯。1983年第六砂輪廠立方氮化硼CBN－Ⅰ型單次產(chǎn)量達(dá)2.4克拉以上，150#以粗比例達(dá)64%以上，80#抗壓強(qiáng)度達(dá)到2 kg /cm2以上，為我國生產(chǎn)CBN微粉、CBN刀具、CBN磨具提供了優(yōu)質(zhì)原料，給行業(yè)的技術(shù)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。
       二、研究活躍 成果頻出
       從80年代中期到90年代中期大約10年。
       進(jìn)入1980年代，隨著改革開放，汽車、航空航天、機(jī)械電子、微電子等工業(yè)的發(fā)展，為我國立方氮化硼發(fā)展注入了新的活力。對外技術(shù)交流開始活躍，與日本、美國、前蘇聯(lián)等技術(shù)交流頻繁。
       1983年日本國立無機(jī)材質(zhì)研究所福長修來三磨所訪問，作了立方氮化硼合成的技術(shù)講座及交流，對新型化合物觸媒、如何合成好的立方氮化硼晶體等內(nèi)容做了專題講解。
       1987年同為無機(jī)材質(zhì)研究所的遠(yuǎn)騰忠來到三磨所作立方氮化硼合成技術(shù)報告，指出合成高品級的立方氮化硼必須用高純度的復(fù)合觸媒如Mg3B2N4、Ca3B2N4、Sr3B2N4、Ba3B2N4等，并在鉸鏈?zhǔn)搅骓攭簷C(jī)上進(jìn)行了合成試驗(yàn)。對我國的研究啟發(fā)很大。
       三磨所、吉林大學(xué)、中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所等幾個骨干科研單位，開始重視和加大對立方氮化硼合成技術(shù)研究的投入。通過對原材料、觸媒及合成技術(shù)等進(jìn)行開發(fā)研究，采用新的觸媒陸續(xù)取得進(jìn)展，產(chǎn)生了一系列科研成果，合成出各種色澤的高品級立方氮化硼，并逐漸由實(shí)驗(yàn)室向小批量中試過渡。
       在這期間出現(xiàn)了一批強(qiáng)有力的代表性研究團(tuán)隊(duì)：
       三磨所王光祖教授等的研究團(tuán)隊(duì)。王光祖教授指導(dǎo)研究生張相法開展了六方氮化硼性能對立方氮化硼合成影響的系統(tǒng)研究、研制新型氮硼化物觸媒、合成琥珀色、黑色等品種的立方氮化硼。1991年和1993年王光祖教授、張相法研究生等，在第六屆和第七屆全國高壓學(xué)術(shù)討論會上報告了包括：《六方氮化硼結(jié)晶度對立方氮化硼合成的影響》、《Mg-BN系中B2O3對CBN晶體生長的影響》、《國內(nèi)外幾種典型HBN的性能特點(diǎn)》、《高溫高壓下水白色CBN晶體的合成》、《高壓高溫下HBN的再結(jié)晶》等的研究成果；還有徐國泰高級工程師、劉祥慧工程師的生產(chǎn)及科研團(tuán)隊(duì)，開展鎂基多元合金觸媒的研究，1989年12月優(yōu)質(zhì)CBN合成系統(tǒng)工藝通過機(jī)械部科技成果鑒定，黑色Ⅱ型CBN投入生產(chǎn)。
       吉林大學(xué)張鐵臣教授、馬文俊講師等的研究團(tuán)隊(duì)。在1991年和1993年第六屆和第七屆全國高壓學(xué)術(shù)研討會上集中報告了，包括：《不同顏色立方氮化硼的合成及耐熱性的研究》、《大顆粒立方氮化硼單晶的合成》、《六角氮化硼的氧化特性對立方氮化硼合成的影響》、《立方氮化硼合成中的金屬膜》、《Me-B-N(Me=Mg、Ca)體系中CBN的生長機(jī)制》、《MgO對使用Mg系觸媒合成CBN的影響》、《Mg-B-N系中毫米級單晶的合成》、《高壓合成CBN的顏色》、《提高立方氮化硼產(chǎn)量的一種新的組裝方式》等論文及研究成果。
       中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所閆學(xué)偉研究員、崔碩景研究員等的研究團(tuán)隊(duì)。1988年發(fā)表了《高壓合成立方氮化硼的新觸媒材料》的論文，這是國內(nèi)第一篇有關(guān)合成立方氮化硼用新觸媒材料Mg3B2N4及Ca3B2N4的論文，其后續(xù)研究成果及樣品在廬山全國立方氮化硼行業(yè)研討會和在第六屆、第七屆全國高壓學(xué)術(shù)研討會上發(fā)布，包括：《高壓高溫下HBN-CBN轉(zhuǎn)化行為的研究》、《立方氮化硼的振動光譜與反射光譜的研究》、《立方氮化硼高壓合成腔體中壓力和溫度的分布、動態(tài)過程及其對產(chǎn)物影響的研究》、《乳白色立方氮化硼的高壓合成》等研究成果。
       此外，北京燕郊超硬材料研究所李湘瑤等，也在從事著琥珀色CBN的合成研究，在產(chǎn)品開發(fā)方面做了不少有益工作。
       1990年代初王光祖教授和時任鄭州二七超硬材料有限公司總經(jīng)理的吳志英連續(xù)召集、組織了鄭州、重慶--三峽及廬山等三次全國立方氮化硼行業(yè)研討會，上述研究單位以及上海硅酸鹽所、長沙礦院、第二砂輪廠、第六砂輪廠、蘇州砂輪廠、上海砂輪廠等的專家和代表出席了會議，會上展示了琥珀色樣品，會議紀(jì)要稱“吉林大學(xué)、長春應(yīng)用化學(xué)研究所、三磨所首先合成出了琥珀色CBN單晶，結(jié)束了立方氮化硼產(chǎn)品單一、長期徘徊不前的狀態(tài)，使立方氮化硼的研究和生產(chǎn)上了一個新臺階”。
       至此，我國已掌握先進(jìn)的新型硼氮化物觸媒及多元合金觸媒技術(shù)，能夠合成除了黑色I(xiàn)型、Ⅱ型CBN產(chǎn)品外琥珀色、淡黃色、淺白色及棕色CBN晶體。
       1991年～1993年，為了幫助讀者對國外立方氮化硼及其多晶的研究內(nèi)容、水平及發(fā)展動態(tài)有較全面、系統(tǒng)的了解，應(yīng)《磨料磨具與磨削》雜志主編衛(wèi)鳳午約請，王光祖撰寫了“國外立方氮化硼研制技術(shù)”，連載12集，共約6萬字。
       由張鐵臣、鄒廣田寫的《立方氮化硼》（吉林大學(xué)出版社出版），和由王光祖、李剛、張相法編著的《立方氮化硼合成與應(yīng)用》（河南科學(xué)技術(shù)出版社出版并獲河南科技出版二等獎）和連載的發(fā)表，對促進(jìn)我國立方氮化硼科研、生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)步所彰顯的積極作用是不言而喻的！
       三、 市場需求 規(guī)模生產(chǎn)
       這一階段從20世紀(jì)90年代中期到目前為止是中國CBN大發(fā)展時期。
       有了好的技術(shù)成果，那么向生產(chǎn)轉(zhuǎn)化就是必然的選擇。由于生產(chǎn)成本高，市場未得到充分開發(fā)，導(dǎo)致1994年三磨所欲在鄭州高新區(qū)建立CBN生產(chǎn)基地、長春應(yīng)化所與一汽傳動軸廠等的合作和吉林大學(xué)與深圳深達(dá)超硬材料公司合作生產(chǎn)CBN均未能付諸實(shí)施。
       雖然CBN生產(chǎn)年產(chǎn)量從1985年的10萬克拉到1990年的50多萬克拉、1995上升到120多萬克拉，呈現(xiàn)出明顯的增長態(tài)勢，但市場及應(yīng)用卻沒有推開。價格方面，1990年琥珀色CBN價格在10元/克拉以上，普通1型黑色CBN價格3-4元/克拉，高價格也阻礙了CBN的推廣應(yīng)用。
       上世紀(jì)90年代末，金剛石壓機(jī)大型化發(fā)展同樣體現(xiàn)在CBN生產(chǎn)技術(shù)方面。大腔體降低了制造成本，加上六方氮化硼原料價格降低，CBN價格下降。張相法、張奎等研發(fā)了Φ25mm腔體高韌性CBN的合成技術(shù)，并在在河南黃河集團(tuán)公司投入生產(chǎn)，單產(chǎn)達(dá)到12克拉以上，產(chǎn)品以較好的性價比出口到日本市場。
       進(jìn)入21世紀(jì)，六面頂壓機(jī)的大型化和自動化，對六方氮化硼及觸媒的深入研究，合成工藝技術(shù)的逐漸完善，立方氮化硼生產(chǎn)得到了快速發(fā)展。汽車工業(yè)、航天航空工業(yè)的高速發(fā)展，日益強(qiáng)勁的市場需求也為立方氮化硼大發(fā)展起到了強(qiáng)力拉動的作用。CBN產(chǎn)量出現(xiàn)高速增長，連續(xù)多年年增長率達(dá)到100%，2002年全國CBN年產(chǎn)量已突破1億克拉。
       CBN生產(chǎn)的專業(yè)公司主要集中在河南。河南省富耐克超硬材料股份有限公司（前身是1988年建立的武陟縣超硬材料廠），由三磨所技術(shù)轉(zhuǎn)讓開始生產(chǎn)CBN，1995年遷往鄭州高新區(qū)，是我國新一輪CBN發(fā)展大潮中涌現(xiàn)的較早的CBN專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)。該公司憑借其出色的經(jīng)營能力，以很高的性價比開始打入國際市場，其產(chǎn)品曾一度供不應(yīng)求，尋求代加工擴(kuò)充產(chǎn)能，現(xiàn)在年產(chǎn)量超過1億克拉。鄭州中南杰特超硬材料有限公司（2000年由張奎等和中南鉆石股份有限公司合作成立），該公司成熟的技術(shù)與老軍工廠扎實(shí)的經(jīng)營風(fēng)格相結(jié)合，從2001年進(jìn)入市場開始了一年一個臺階的發(fā)展歷程，經(jīng)過10余年的發(fā)展，現(xiàn)年產(chǎn)量已超1億克拉。此外河南飛孟金剛石工業(yè)有限公司、鄭州沈發(fā)超硬材料公司等分別具有一定規(guī)模的CBN產(chǎn)能。
       第二節(jié) 強(qiáng)勁發(fā)展 大國夢圓
       一、產(chǎn)量領(lǐng)先 優(yōu)勢明顯
       進(jìn)入21世紀(jì)，我國CBN產(chǎn)量增長迅速，從2002年產(chǎn)1億克拉，到2005年2億克拉，到2010年3億克拉，我國CBN發(fā)展步入良性軌道，據(jù)中國機(jī)床工具協(xié)會超硬材料分會統(tǒng)計(jì)，2012年我國CBN產(chǎn)量為3.8億克拉，占全球總產(chǎn)量的60%。90%以上的產(chǎn)量主要集中在河南富耐克超硬材料有限公司、鄭州中南杰特超硬材料有限公司、河南飛孟三家公司。
       二、技術(shù)進(jìn)步 日新月異
       （一）觸媒體系 自主創(chuàng)新
       合成CBN的觸媒種類繁多，工業(yè)合成CBN主要使用的觸媒是堿金屬或堿土金屬的單質(zhì)、氮化物和硼氮化合物等。如鋰、氮化鋰( Li3N) 、硼氮化鋰( Li3BN2)；鎂、氮化鎂( Mg3N2) 、硼氮化鎂( Mg3B2N4)； 鈣、氮化鈣( Ca3N2) 、硼氮化鈣( Ca3B2N4) 等。由于不同觸媒各自有其特點(diǎn)：如合成壓力和溫度不同；CBN 晶體晶形、缺陷和粒度大小不同；合成的CBN顏色不同；觸媒本身的穩(wěn)定性不同等原因。生產(chǎn)上通常會把它們混合或者重新制備成復(fù)合物做觸媒使用。
       從20世紀(jì)70年代到80年代末，Mg一直是國內(nèi)用于合成初級CBN的主流觸媒。
       20世紀(jì)90年代中期，國內(nèi)較注重開展對氮硼化物復(fù)合觸媒的研發(fā)工作，合成出了晶形較好、強(qiáng)度較高的琥珀色CBN。
       進(jìn)入新世紀(jì)，針對國際市場需求，開發(fā)出了適合黑色、棕色CBN晶體合成的觸媒體系。目前，各家已形成能合成的顏色--淺黃、黃、桔紅、棕色和黑色；韌性由脆性、中等韌性到高韌性CBN的系列觸媒體系。有的企業(yè)目前已經(jīng)有60余種品種、牌號，已經(jīng)在該領(lǐng)域開始引領(lǐng)世界潮流。
       （二）結(jié)構(gòu)優(yōu)化 腔體擴(kuò)大
       通過組裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化，減小腔體內(nèi)溫度、壓力梯度，生長密度均勻， 單位體積生長CBN最好水平可達(dá)到 5 ct/cc;一些高產(chǎn)CBN品種的轉(zhuǎn)化率達(dá)到70%.
       以Φ550缸徑壓機(jī)為例，采用Φ40腔體最高單產(chǎn)可達(dá)160克拉。采用Φ650缸徑壓機(jī)合成CBN單產(chǎn)可達(dá)200克拉以上。
       隨CBN市場的擴(kuò)大，用戶多樣化的需求使得CBN合成工藝也多樣化。以粒度看，有大顆粒CBN合成工藝、粗顆粒合成工藝、細(xì)顆粒合成工藝；以韌性看，有高韌性合成工藝、脆性合成工藝；以晶形看，有等積形合成工藝、片狀合成工藝等等。
       （三）原料國產(chǎn) 價廉適用
       由于我國CBN產(chǎn)量的逐步提高，用于CBN合成的HBN消耗量也逐年提高，目前年消耗量接近200噸。國內(nèi)HBN產(chǎn)品粉末主要采用硼砂氯化氨法、硼砂尿素法和硼砂三聚氰胺法三種方法制備。其純度、雜質(zhì)含量，顆粒形貌、結(jié)晶度等性能雖與國外產(chǎn)品有差距，但適合我國國情，較好地滿足現(xiàn)階段CBN單晶合成的需要，其較高的性價比為合成多個品種質(zhì)優(yōu)價廉的CBN提供了材料保證。
       近幾年有廠家采用新工藝生產(chǎn)高純度大粒徑HBN， BN含量大于99.5%，晶體較完整、規(guī)則，粒徑大于3微米。結(jié)晶度G.I值達(dá)到1.6。經(jīng)過二次高溫處理后最大粒徑可達(dá)20微米，可望在CBN合成中得到使用。
       三、品種齊全 享譽(yù)世界
       隨著我國CBN合成技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)品品種牌號多達(dá)60余種且仍在不斷增加，一些品種的可供粒度達(dá)20/30。
       此外為了改善CBN磨料與結(jié)合劑的結(jié)合，改善磨料的熱穩(wěn)定性，對CBN磨料表面進(jìn)行鍍層處理，分別鍍鎳，鍍鈦。作為派生品種，我國CBN鍍覆產(chǎn)品發(fā)展也很快，幾個大公司都有自主加工的鍍鎳和鍍鈦牌號。
       微粉品種隨著精密加工和PCBN合成使用，特別是整體PCBN聚晶的快速增長也同步增長。
       系列牌號的CBN在國際上享有盛譽(yù)。
       四、應(yīng)用廣泛 供需兩旺
       CBN產(chǎn)品最大宗的應(yīng)用是在制造CBN砂輪方面，在CBN砂輪的四種結(jié)合劑（樹脂、陶瓷、金屬、電鍍）中，以陶瓷結(jié)合劑的CBN磨具發(fā)展最快。在世界范圍內(nèi)，陶瓷CBN磨具的比例已由20世紀(jì)80年代的4%上升到現(xiàn)在的50%以上，增速迅猛。由于陶瓷CBN磨具具有磨削效率高、形狀保持性好、耐用度高、易于修整、磨料利用率高（為75%以上，其余類型結(jié)合劑為50～60%）、砂輪使用壽命長等優(yōu)勢，因而成為高效、高精度磨削的首選磨具。應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋汽車、航空航天、油泵油嘴、壓縮機(jī)等。近幾年，CBN應(yīng)用推廣取得長足進(jìn)步，使用廠家增加很快，具不完全統(tǒng)計(jì)目前國內(nèi)使用CBN的大小廠家在500家以上，單個廠家使用最多在400萬克拉以上。
       其次國內(nèi)PCBN刀具經(jīng)歷了多年的發(fā)展，目前已形成一定的規(guī)模，尤其近5年整體PCBN刀具快速發(fā)展帶動CBN微粉使用量的大幅增加，幾家生產(chǎn)CBN單晶的廠家不同程度的加入到合成整體PCBN的行列，這也帶動了CBN單晶生產(chǎn)量的穩(wěn)定增加。
       國外工具生產(chǎn)商通過近年來大量應(yīng)用實(shí)踐證明，我國CBN產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，完全能夠滿足使用要求。CBN出口量也快速增長，有的廠家出口和內(nèi)銷量基本相等，由此我國CBN的出口量可窺一斑。
       綜上所述，我國CBN生產(chǎn)從數(shù)量、質(zhì)量和市場占有率等方面評價：不僅是生產(chǎn)大國，并已進(jìn)入強(qiáng)國之列。
       第三節(jié) 展望未來 前景美好
       一、幾點(diǎn)總結(jié)
       （一）為實(shí)現(xiàn)CBN產(chǎn)品品種的系列化，以適應(yīng)不同的用途，我們展開了對制備CBN的兩個基礎(chǔ)原材料，即六方氮化硼和觸媒，特別是觸媒的深入研究。因?yàn)橛|媒的研究對產(chǎn)品品種的發(fā)展及其性能的影響起著至關(guān)重要的作用。
       （二）砂輪制造技術(shù)、CBN磨削技術(shù)等的發(fā)展水平，都是制約CBN應(yīng)用推廣的重要技術(shù)因素。早期的發(fā)展緩慢與它有關(guān)；后來發(fā)展快起來了也與它有關(guān)。早期CBN產(chǎn)品品種單一，也影響到它推廣。通過我們努力，現(xiàn)在CBN產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)系列化，專用化。因此CBN有了較大的發(fā)展。
       我國生產(chǎn)的CBN單晶磨料除滿足快速發(fā)展的國內(nèi)市場，還以出色的性價比在國際市場占有重要位置，出口也發(fā)展十分迅速，國際客商廣泛認(rèn)可，在世界市場上享有話語權(quán)。
       （三）CBN的增長雖然不像金剛石跳得那么高，但其增長率也高達(dá)24%，產(chǎn)量已占世界總產(chǎn)量的60%。主要推動力是其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，制造業(yè)向我國轉(zhuǎn)移導(dǎo)致的市場擴(kuò)大、質(zhì)量提高引起的口增加等。
我國不僅是CBN的生產(chǎn)大國、出口大國，而且還是生產(chǎn)強(qiáng)國。目前居世界CBN制造商之首。
       二、發(fā)展方向
       （一）提高產(chǎn)品附加值
       2009年由《全球行業(yè)分析》發(fā)表的“全球戰(zhàn)略業(yè)務(wù)報告：CBN磨料”的報告估計(jì)2012年CBN磨料的全球市場需求將達(dá)到1.94億美元。中國CBN磨料的年銷售收入按4000萬美元估算，占不足21%，而我們的產(chǎn)量占全球60%以上，說明我國產(chǎn)品售價低。今后要提高高品級CBN的生產(chǎn)比例，提高產(chǎn)品附加值。
       （二）突破微晶CBN的生產(chǎn)技術(shù)
       雖然這幾年國內(nèi)幾家公司都號稱推出微晶CBN產(chǎn)品，但實(shí)際上只是形似，與國際知名品牌性能差距仍大，應(yīng)用很局限。今后要加大開發(fā)力度，盡快完善微晶CBN的生產(chǎn)技術(shù)。
       （三）加快產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制定步伐
       目前國家標(biāo)準(zhǔn)CBN品種只有4個，遠(yuǎn)低于實(shí)際產(chǎn)品品種數(shù)量，已造成磨料生產(chǎn)廠家與砂輪制造商溝通、驗(yàn)收的不便，急需建立新的系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
       三、美好未來
       （一）CBN發(fā)展前景良好
       《全球行業(yè)分析》發(fā)表的 “全球戰(zhàn)略業(yè)務(wù)報告：CBN磨料”指出，CBN正成為大部分磨削加工的首選磨料，因?yàn)樗兄讷@得精確的幾何形狀和尺寸、更好的表面光潔度和表面完整性，以及縮短加工時間。由于它非常適合在數(shù)控磨床上使用，因此其用量正在不斷增加。為了充分利用CBN磨削的優(yōu)勢，獲得更好的零部件表面光潔度、結(jié)構(gòu)完整性和更長的使用壽命，越來越多的汽車制造商已選用CBN砂輪來替代傳統(tǒng)磨料砂輪。
       在一些主要行業(yè)，CBN的用量將會增加，顯示出良好的成長性。　　
       隨著CBN大單晶的研究開發(fā)，CBN單晶形狀不規(guī)則，尺寸小等嚴(yán)重限制CBN晶體的基礎(chǔ)性質(zhì)研究和應(yīng)用的狀況將得以改變。一方面，大尺寸的優(yōu)質(zhì)CBN單晶制備性能優(yōu)異的單晶刀具；另一方面在功能材料研究方面由于大尺寸的CBN單晶是研究其熱、電、光等基本性質(zhì)所必須的，同時也是制備熱沉、高溫半導(dǎo)體器件乃至特殊光學(xué)器件所必須的。
       （二）加強(qiáng)研發(fā) 拓展品種
       1、以往合成CBN晶體的方法是建立在相變的基礎(chǔ)上的，即在高溫高壓下使HBN相變?yōu)镃BN晶體。研究表明，可以完全脫離原有轉(zhuǎn)變模式，用含硼和氮的化合物或用硼單質(zhì)和氮的化合物化學(xué)反應(yīng)制備CBN晶體。
       2012年燕山大學(xué)的田永君教授等在多晶超硬材料合成技術(shù)和超硬材料硬化機(jī)理研究方面取得突破性進(jìn)展，利用高溫高壓技術(shù)成功地合成出超高硬度的納米孿晶結(jié)構(gòu)立方氮化硼塊材 。
       他們采用一種具有特殊結(jié)構(gòu)的洋蔥氮化硼為前驅(qū)物成功地合成出透明的納米孿晶結(jié)構(gòu)立方氮化硼，孿晶的平均厚度僅為3.8 nm，其硬度達(dá)到甚至超過人工合成的金剛石單晶，斷裂韌性高于商用硬質(zhì)合金，抗氧化溫度高于立方氮化硼單晶本身。這些優(yōu)異的綜合性能表明納米孿晶結(jié)構(gòu)立方氮化硼是一種工業(yè)界期盼已久的刀具材料。
       業(yè)已證明：在臨界尺寸（約10-15 nm）以上，金屬及合金材料的硬度和強(qiáng)度隨晶粒尺寸減小而增大（霍爾-佩奇效應(yīng)），但在臨界尺寸以下，強(qiáng)度和硬度卻隨晶粒尺寸減小而減小（反霍爾-佩奇效應(yīng)）。令人驚奇的是，納米孿晶結(jié)構(gòu)立方氮化硼隨孿晶厚度減小能夠持續(xù)硬化到3.8 nm卻不發(fā)生軟化。他們的理論分析表明：在納米尺度邊，多晶極性共價材料的硬化機(jī)制除了大家熟知的霍爾-佩奇效應(yīng)還有量子限域效應(yīng)的附加貢獻(xiàn)。研究成果突破了人們對材料硬化機(jī)制的傳統(tǒng)認(rèn)識，向人們展現(xiàn)了合成高性能超硬材料的新途徑——獲得超細(xì)納米孿晶結(jié)構(gòu)。
       2、立方氮化硼薄膜是薄膜技術(shù)在立方氮化硼合成領(lǐng)域的重要發(fā)展，并成為新的研究熱點(diǎn)，為CBN開辟了一個全新的應(yīng)用領(lǐng)域。
       3、爆炸法是使HBN在爆炸沖擊波的高壓高溫作用下相變產(chǎn)生WBN和CBN的方法。這個方法產(chǎn)生的壓力很高，但設(shè)備簡單，成本低，所得產(chǎn)品粒度大多為亞微米和納米量級。它既有較高的硬度，又有較好韌性的特點(diǎn)，是用來制造研磨膏和拋光的理想之材。
       4、與傳統(tǒng)的制備CBN的方法相比，水熱法合成CBN具有成本低，反應(yīng)過程易于監(jiān)控，污染少，反應(yīng)體系均勻性好諸多優(yōu)點(diǎn)，特別是對大晶體的生長十分有利。水熱法制備CBN微晶成功，為CBN的制備開辟了一種新的技術(shù)路線。（本文節(jié)選自《中國超硬材料工業(yè)五十年》，請勿轉(zhuǎn)載。）