El nitruro de boro cúbico (CBN) es un compuesto químico sintético formado por átomos de boro y nitrógeno en una proporción de uno a uno. A diferencia de otros tipos de nitruro de boro, existe como una red cristalina cúbica, con sus átomos dispuestos en una estructura simétrica en forma de cubo como la estructura cristalina del diamante. Sus propiedades materiales incluyen dureza extrema, estabilidad al calor y resistencia química superior. El nitruro de boro cúbico es el segundo material conocido más duro después del diamante, lo que lo hace útil en una amplia variedad de aplicaciones industriales, donde a menudo se usa como herramienta abrasiva o de corte.
Todos los compuestos de nitruro de boro se producen sintéticamente, ya que no se encuentran en la naturaleza. El proceso comienza con ácido bórico, un compuesto de boro, oxígeno e hidrógeno, o con trióxido de boro, que se compone de boro y oxígeno. Cualquiera de estos compuestos puede reaccionar con urea o amoniaco, que contienen nitrógeno, para producir un polvo de nitruro de boro. El polvo se cristaliza mediante calor intenso para formar nitruro de boro hexagonal, que tiene una estructura cristalina hexagonal análoga a la del grafito, un precursor del diamante sintético. A continuación, el nitruro de boro hexagonal se trata térmicamente a alta presión para formar nitruro de boro cúbico.
El CBN tiene varias ventajas como material industrial. Es casi tan duro como el diamante, lo que lo hace útil para el corte y la abrasión de metales y otras sustancias. La resistencia al calor del CBN también es bastante alta. El diamante comienza a descomponerse en dióxido de carbono en el aire a alrededor de 1,472 ° F (alrededor de 800 ° C), mientras que el nitruro de boro cúbico es estable en el aire hasta alrededor de 2,552 ° F (alrededor de 1,400 ° C). En aplicaciones de rectificado industrial y otros procesos donde se genera calor intenso, se prefiere el CBN al diamante.
Otra ventaja del CBN como alternativa al diamante es su estabilidad química en presencia de níquel, hierro y sustancias relacionadas. El diamante es soluble en estos metales, lo que significa que reacciona químicamente con ellos y se disuelve. Esto lo hace inútil como herramienta para cortar hierro o acero. El CBN, por otro lado, no reacciona y, por lo tanto, puede usarse para cortar estos materiales.
La variedad de CBN que se utiliza en las herramientas de corte industriales se conoce como nitruro de boro cúbico policristalino (PCBN). PCBN se fabrica sinterizando partículas de nitruro de boro cúbico con cerámica. En la sinterización, el nitruro de boro se coloca en un horno a alta temperatura y presión que lo une con la cerámica, fundiéndose en la sustancia extremadamente dura que se usa para moler y cortar.