Elbor (Leningrad + bor) , borazon (z bóru + dusík ), cubonit , tsingongit [1] [2] , kyborit jsou ochranné známky supertvrdých materiálů založených na kubické β-modifikaci ( sfaleritu ) nitridu boru nebo kubické nitrid boru (sovětská zkratka - KNB, zahraniční - cBN). Tvrdostí a dalšími vlastnostmi se blíží diamantu (10 na Mohsově stupnici ).
Chemický vzorec je BN.
| Materiál | Mikrotvrdost, ×10² MPa | Teplotní stabilita, °C |
|---|---|---|
| diamant | 1000 | 650-700 |
| Elbor | 800-900 | 1100-1300 |
| Karbid křemíku | 300-320 | 1200-1300 |
| Elektrokorund | 180-220 | 1500-1700 |
Barva CBN může být od téměř bílé (bezbarvé) po černou. Žluté, vysoce lámavé průhledné krystaly, s dobrou hrou světla, přirozený tvar je oktaedrický . Krystaly tohoto typu značky LKV60 a V5 jsou syntetizovány např. v systému Li-BN. Pro CBN značky Elbor LKV40, LKV50, syntetizované v systému Mg-BN, je charakteristická černohnědá barva v důsledku přebytku boru v krystalové mřížce. Přirozený tvar dokonalých krystalů je čtyřstěn. Oktaedry (pseudooktaedry) se získávají jako výsledek zdvojení čtyřstěnů.
Téměř tak tvrdý jako diamant. Jeho vysoká tvrdost, která je 3-4x vyšší než tvrdost tradičních brusiv , je důležitou výhodou, protože výrazně snižuje opotřebení CBN zrn při broušení a zachovává si jejich ostrost po dlouhou dobu.
Další důležitou vlastností a výhodou elboru je tepelná stabilita: znatelná oxidace povrchu zrn elboru začíná při 1000-1200 °C, na rozdíl od 600-700 °C u diamantu . Takové teploty broušení jsou okamžité a vyskytují se pouze za velmi tvrdých podmínek broušení. Proto se zrna elboru velmi málo opotřebovávají tepelným zatížením.
Důležitou vlastností a výhodou elboru je jeho vysoká chemická odolnost. Elbor nereaguje s kyselinami a zásadami, je inertní vůči téměř všem chemickým prvkům, které tvoří oceli a slitiny. Za zmínku stojí zejména inertnost CBN vůči železu, které je základem všech ocelí, zatímco diamant se v železe dobře rozpouští, což způsobuje intenzivní opotřebení diamantových kotoučů při broušení ocelí.
Hexagonální nitrid boru (modifikace podobná grafitu) se získává zahříváním stejného množství boru a dusíku při teplotě 1700–1800 °C a tlaku 8–12 GPa. CBN se z něj získává zahříváním při vysokých tlacích a teplotách v přítomnosti různých katalytických rozpouštědel.
Uplatňuje se v průmyslu v brusném nástroji při zpracování různých ocelí a slitin. Elbor jako brusný materiál má při broušení následující výhody:
Použití CBN brusných kotoučů ve srovnání s jinými brusnými, včetně diamantových, přispívá k výraznému zvýšení produktivity, přesnosti a kvality obrobených povrchů dílů při různých brusných operacích.
Kubický nitrid boru byl poprvé vyroben v roce 1957 Robertem H. Wentorfem Jr. pro General Electric Company . V roce 1969 si společnost zaregistrovala ochrannou známku "Borazon" pro krystal.
V SSSR byl kubický nitrid boru poprvé syntetizován v roce 1960 v Ústavu fyziky vysokého tlaku Akademie věd pod vedením akademika L. F. Vereščagina a dostal jméno Elbor (Leningrad Borazon). Od roku 1965 se elbor syntetizuje v průmyslovém měřítku pomocí technologie Iljičho brusného závodu (St. Petersburg).
Kubický nitrid boru zvaný „Borazon“ je zmíněn v románu Mlhovina v Andromedě od Ivana Efremova . V románu se opakovaně uvádí, že na lodi Tantra jsou použity borazonové válce, borazon-zirkonový lak. Zajímavostí je, že první vydání románu se zmínkou o materiálu a zprávou o syntéze tohoto materiálu vyšlo ve stejném roce 1957.[ význam skutečnosti? ]
Borazon je zmíněn jako materiál „mnohem pevnější než diamant“ v obou verzích filmu Quatermass and the Well . Borazonův vrták byl použit k proražení vnitřku marťanské kosmické lodi, kde byly následně nalezeny marťanské mrtvoly.