Elbor (Leningrado + boro) , borazona (de boro + nitrógeno ), cubonita , tsingsongita [1] [2] , cyborita son marcas comerciales de materiales superduros basados en la modificación β cúbica ( esfalerita ) del nitruro de boro , o nitruro de boro (abreviatura soviética - KNB, extranjero - cBN). En términos de dureza y otras propiedades, se acerca al diamante (10 en la escala de Mohs ).
La fórmula química es BN.
| Material | Microdureza, ×10² MPa | Estabilidad de la temperatura, °C |
|---|---|---|
| Diamante | 1000 | 650-700 |
| Elbor | 800-900 | 1100-1300 |
| Carburo de silicio | 300-320 | 1200-1300 |
| electrocorindón | 180-220 | 1500-1700 |
El color de CBN puede ser desde casi blanco (incoloro) hasta negro. Cristales transparentes de color amarillo, muy refractantes, con un buen juego de luces, la forma natural es octaédrica . Los cristales de este tipo de marca LKV60 y V5 se sintetizan, por ejemplo, en el sistema Li-BN. Para el CBN marca Elbor LKV40, LKV50, sintetizado en el sistema Mg-BN, es característico un color negro-marrón debido a un exceso de boro en la red cristalina. La forma natural de los cristales perfectos es un tetraedro. Los octaedros (pseudooctaedros) se obtienen como resultado del maclado de tetraedros.
Casi tan duro como el diamante. Su alta dureza, que es 3-4 veces mayor que la dureza de los abrasivos tradicionales , es una ventaja importante, ya que reduce significativamente el desgaste de los granos de CBN durante la molienda y conserva su nitidez durante mucho tiempo.
Otra propiedad y ventaja importante del elbor es la estabilidad térmica: la oxidación notable de la superficie de los granos de elbor comienza a 1000-1200 °C, en contraste con los 600-700 °C del diamante . Tales temperaturas de molienda son instantáneas y ocurren solo bajo condiciones de molienda muy duras. Por lo tanto, los granos de elbor se desgastan muy poco por las cargas térmicas.
Una propiedad y ventaja importante de elbor es su alta resistencia química. Elbor no reacciona con ácidos y álcalis, es inerte a casi todos los elementos químicos que componen los aceros y aleaciones. Cabe destacar la inercia del CBN frente al hierro, que es la base de todos los aceros, mientras que el diamante se disuelve bien en el hierro, lo que provoca un desgaste intenso de los discos de diamante al rectificar aceros.
El nitruro de boro hexagonal (modificación similar al grafito) se obtiene calentando cantidades iguales de boro y nitrógeno a una temperatura de 1700–1800 °C y una presión de 8–12 GPa. El CBN se obtiene calentándolo a altas presiones y temperaturas en presencia de varios disolventes catalizadores.
Se aplica en la industria en la herramienta abrasiva durante el procesamiento de varios aceros y aleaciones. Elbor como material abrasivo tiene las siguientes ventajas en la molienda:
El uso de muelas de CBN en comparación con otras abrasivas, incluidas las de diamante, contribuye a un aumento significativo de la productividad, la precisión y la calidad de las superficies mecanizadas de las piezas en diversas operaciones de rectificado.
El nitruro de boro cúbico fue producido por primera vez en 1957 por Robert H. Wentorf Jr. para General Electric Company . En 1969, la empresa registró la marca "Borazon" para el cristal.
En la URSS, el nitruro de boro cúbico se sintetizó por primera vez en 1960 en el Instituto de Física de Alta Presión de la Academia de Ciencias bajo la dirección del académico L. F. Vereshchagin y se llamó Elbor (Leningrado Borazon). Desde 1965, elbor se sintetiza a escala industrial utilizando la tecnología de la planta de abrasivos Ilyich (San Petersburgo).
Un nitruro de boro cúbico llamado "Borazon" se menciona en la novela La nebulosa de Andrómeda de Ivan Efremov . La novela afirma repetidamente que los cilindros de borazón, laca de borazón y circonio, se utilizan en la nave estelar Tantra. Un dato interesante es que la primera edición de la novela con una mención del material y un informe sobre la síntesis de este material se publicaron en el mismo 1957.[ significado del hecho? ]
El borazon se menciona como un material "mucho más fuerte que el diamante" en ambas versiones de la película Quatermass and the Well . Se utilizó un taladro Borazon para perforar el interior de una nave espacial marciana, donde posteriormente se encontraron cadáveres marcianos.