Elbor (Leningrad + bor) , borazon (fra bor + nitrogen ), cubonit , tsingsongite [1] [2] , cyborite er varemærker for superhårde materialer baseret på den kubiske β-modifikation ( sphalerit ) af bornitrid eller kubisk bornitrid (sovjetisk forkortelse - KNB, udenlandsk - cBN). Med hensyn til hårdhed og andre egenskaber nærmer den sig diamant (10 på Mohs-skalaen ).
Den kemiske formel er BN.
| Materiale | Mikrohårdhed, ×10² MPa | Temperaturstabilitet, °C |
|---|---|---|
| Diamant | 1000 | 650-700 |
| Elbor | 800-900 | 1100-1300 |
| Siliciumcarbid | 300-320 | 1200-1300 |
| Elektrokorund | 180-220 | 1500-1700 |
Farven på CBN kan være fra næsten hvid (farveløs) til sort. Gule, stærkt brydende gennemsigtige krystaller, med et godt lysspil, den naturlige form er oktaedrisk . Krystaller af denne type mærke LKV60 og V5 syntetiseres for eksempel i Li-BN-systemet. For CBN-mærket Elbor LKV40, LKV50, syntetiseret i Mg-BN-systemet, er en sort-brun farve karakteristisk på grund af et overskud af bor i krystalgitteret. Den naturlige form af perfekte krystaller er et tetraeder. Oktaedre (pseudoctaedre) opnås som et resultat af twinning af tetraedre.
Næsten lige så hård som diamant. Dens høje hårdhed, som er 3-4 gange højere end hårdheden af traditionelle slibemidler , er en vigtig fordel, da den reducerer sliddet af CBN-korn betydeligt under slibning og bevarer deres skarphed i lang tid.
En anden vigtig egenskab og fordel ved elbor er termisk stabilitet: mærkbar oxidation af overfladen af elbor-korn begynder ved 1000-1200 ° C, i modsætning til 600-700 ° C for diamant . Sådanne formalingstemperaturer er øjeblikkelige og forekommer kun under meget hårde formalingsbetingelser. Derfor slides elbor-korn meget lidt fra termiske belastninger.
En vigtig egenskab og fordel ved elbor er dens høje kemiske resistens. Elbor reagerer ikke med syrer og baser, er inert over for næsten alle kemiske elementer, der udgør stål og legeringer. Særligt bemærkelsesværdigt er inertiteten af CBN over for jern, som er grundlaget for alt stål, mens diamant opløses godt i jern, hvilket forårsager intenst slid på diamantskiver ved slibning af stål.
Hexagonalt bornitrid (grafitlignende modifikation) opnås ved at opvarme lige store mængder bor og nitrogen ved en temperatur på 1700-1800 °C og et tryk på 8-12 GPa. CBN opnås fra det ved opvarmning ved høje tryk og temperaturer i nærværelse af forskellige katalysatoropløsningsmidler.
Det anvendes i industrien i slibeværktøjet ved bearbejdning af forskellige stål og legeringer. Elbor som slibende materiale har følgende fordele ved slibning:
Brugen af CBN slibeskiver sammenlignet med andre slibende slibeskiver, inklusive diamanter, bidrager til en betydelig stigning i produktivitet, nøjagtighed og kvalitet af de bearbejdede overflader af dele i forskellige slibeoperationer.
Kubisk bornitrid blev først produceret i 1957 af Robert H. Wentorf Jr. for General Electric Company . I 1969 registrerede virksomheden varemærket "Borazon" for krystallen.
I USSR blev kubisk bornitrid først syntetiseret i 1960 ved Institut for Højtryksfysik ved Videnskabsakademiet under vejledning af akademiker L. F. Vereshchagin og fik navnet Elbor (Leningrad Borazon). Siden 1965 er elbor blevet syntetiseret i industriel skala ved hjælp af teknologien fra Ilyich Abrasive Plant (St. Petersborg).
Et kubisk bornitrid kaldet "Borazon" er nævnt i romanen The Andromeda Nebula af Ivan Efremov . Romanen fortæller gentagne gange, at borazon-cylindre, borazon-zirkoniumlak, bruges på Tantra-rumskibet. Et interessant faktum er, at den første udgave af romanen med en omtale af materialet og en rapport om syntesen af dette materiale blev udgivet i samme 1957.[ betydningen af det faktum? ]
Borazon er nævnt som et materiale "meget stærkere end diamant" i begge versioner af filmen Quatermass and the Well . En Borazon-boremaskine blev brugt til at gennembore indersiden af et Mars-rumfartøj, hvor der efterfølgende blev fundet Mars-lig.