Il nitruro di boro cubico (CBN) è un composto chimico sintetico costituito da atomi di boro e azoto in un rapporto uno a uno. A differenza di altri tipi di nitruro di boro, esiste come un reticolo cristallino cubico, con i suoi atomi disposti in una struttura simmetrica a forma di cubo come la struttura cristallina del diamante. Le sue proprietà del materiale includono estrema durezza, stabilità al calore e resistenza chimica superiore. Il nitruro di boro cubico è il secondo materiale più duro conosciuto dopo il diamante, il che lo rende utile in un’ampia varietà di applicazioni industriali, dove viene spesso utilizzato come abrasivo o utensile da taglio.
Tutti i composti di nitruro di boro sono prodotti sinteticamente, poiché non si trovano in natura. Il processo inizia con l’acido borico, un composto di boro, ossigeno e idrogeno, o con il triossido di boro, che è costituito da boro e ossigeno. Ciascuno di questi composti può essere fatto reagire con urea o ammoniaca, che contengono azoto, per produrre una polvere di nitruro di boro. La polvere viene cristallizzata attraverso un calore intenso per formare nitruro di boro esagonale, che ha una struttura cristallina esagonale analoga a quella della grafite, un precursore del diamante sintetico. Il nitruro di boro esagonale viene quindi trattato termicamente ad alta pressione per formare nitruro di boro cubico.
Il CBN ha diversi vantaggi come materiale industriale. È duro quasi quanto il diamante, il che lo rende utile per il taglio e l’abrasione di metalli e altre sostanze. Anche la resistenza al calore del CBN è piuttosto elevata. Il diamante inizia a decomporsi in anidride carbonica nell’aria a circa 1,472°F (circa 800°C), mentre il nitruro di boro cubico è stabile in aria fino a circa 2,552°F (circa 1,400°C). Nelle applicazioni di rettifica industriale e in altri processi in cui viene generato un calore intenso, il CBN è preferito al diamante.
Un altro vantaggio del CBN come alternativa al diamante è la sua stabilità chimica in presenza di nichel, ferro e sostanze affini. Il diamante è solubile in questi metalli, il che significa che reagisce chimicamente con essi e si dissolve. Questo lo rende inutile come strumento per tagliare ferro o acciaio. Il CBN, invece, non reagisce e può quindi essere utilizzato per tagliare questi materiali.
La varietà di CBN utilizzata negli utensili da taglio industriali è nota come nitruro di boro cubico policristallino (PCBN). PCBN è prodotto sinterizzando particelle di nitruro di boro cubico con ceramica. Nella sinterizzazione, il nitruro di boro viene posto in un forno ad alta temperatura e pressione che lo lega alla ceramica, fondendosi nella sostanza estremamente dura utilizzata per la molatura e il taglio.