中國深山溝里埋著一大寶貝：比鑽石還堅硬，發動機專用材料獲突破

立方氮化硼是一種人工合成超硬材料，1954年美國科學家在成功的合成了人造金剛石以後，又於1957年首次合成了該物質。1963年，我國第一顆人造金剛石試製成功，1966年我國的笫一顆立方氮化硼顆粒在一座壓力為300噸的兩面頂壓機上誕生。經過五十多年的發展，我國立方氮化硼產業不斷發展壯大，技術水平也不斷提高，產量也越來越高，國內外市場佔有率也變得越來越大，現已成為世界立方氮化硼生產的大國，並正在成為強國。據行業資料統計，2016年我國生產立方氮化硼5.5億克拉，產量已佔世界總量的70％以上，居世界第一。

2009年，中美地質學家在高原南部山區地下深處發現了天然的立方氮化硼礦物，推翻了立方氮化硼被認為在自然界不存在的權威論斷，並被正式命名為青松礦，以紀念在地質礦產研究中做出卓越貢獻的，已故中國地質科學院地質研究所研究員方青松。立方氮化硼是否和金剛石一樣，在國內有值得開採的礦山呢？這也是一個讓人極感興趣的問題。據公開資料披露， 立方氮化硼與人造金剛石相比具有下列優勢：熱穩定性高，可達1340℃（空氣介質中），而金剛石的耐溫極限在空氣中一般不超過800℃，否則就會引起金剛石的氧化失重，由於金剛石主要是由碳元素構成，不耐高溫是一個明顯的缺點。立方氮化硼加工硬脆高硬材料的切削性能稍不及人造金剛石，因此在早期並沒有得到廣泛利用。但在人們大量應用人造金剛石進行金屬加工後發現，其在高溫下會與鐵基金屬會發生化學反應，而立方氮化硼則穩定得多，加工中金屬磨除率是金剛石的10倍。

已被廣泛地應用於黑色金屬加工領域,使機械加工在實現高精、高效、節能及自動化方面向前邁進了一大步,經實踐證明，其切削加工刀具壽命比硬質合金刀具壽命提高几十倍到幾百倍。因而國外把立方氮化硼定為重點發展和普及的重要材料,甚至認為「立方氮化硼的出現導致了磨削技術的革命」。例如新一代手槍具有射擊精度好、可靠性高、容彈量大、握持舒適等優點，深受部隊幹部戰士的好評，其性能已經達到了國際先進水平，在國際偵察兵比武大賽中多次獲得單項大獎。但同時在使用中也反映出了該槍槍機的防滑齒粗糙度差、齒尖稜角鋒利，在使用中易傷手等問題，嚴重影響了該槍的使用。由於其生產數量極大，如果採用傳統的機加工+手工打磨方法解決不僅價格昂貴，而且影響外形美觀。

在改用立方氮化硼成型磨輪後，一個磨輪可對近萬件手槍槍機進行加工打磨，不僅解決了防滑齒的加工問題，而且從質量上徹底滿足了槍機防滑齒表面質量要求，計劃在全行業內進行推廣。立方氮化硼薄膜也是優良的梯度功能材料，例如我國在某155毫米自行火炮大功率柴油發動機內部鍍上一層立方氮化硼薄膜後，其扭矩，發動機功率，燃油消耗率均有不同程度的性能提升，高速時改善效果還更好一些，而且在長時間使用後，其功率衰減性能明顯優於原未鍍膜柴油發動機。並且讓人驚奇的是，原來履帶式裝甲車輛柴油機黑煙滿天飛的情況也大幅度改善，節能環保性得到了提高。

在航空航天工業，立方氮化硼也大有用武之處，目前航空發動機難加工材料主要為鈦合金、高溫合金等，在國外早已普遍使用立方氮化硼刀具對其進行機械加工，精度，壽命和生產效率大幅提高。為保障部隊需要，我國航空工業目前也廣泛應用了立方氮化硼刀具，用以滿足航空發動機大批量生產的需要。為提高航空發動機熱端壽命，我國科研人員在渦輪葉片的葉尖塗上了陶瓷塗層後，又塗上了硬度比陶瓷塗層更高的立方氮化硼塗層，這種雙重結構的塗層既保證了耐磨性能，也保證了塗層的抗氧化和腐蝕性能，同時，露出陶瓷表面的硬質顆粒尖端可以切入機匣封嚴塗層表面，形成特定的運行軌跡，減小葉尖和機匣之間的間隙，從而提高了發動機效率和輸出功率。

為進一步滿足國防科研生產的需要，我國科學家在最近還研製出了一種新型立方氮化硼同族材料，經初步研究表明，其硬度比人造金剛石還要高，如果能在以後量產後得到廣泛應用，那將標誌著世界第一硬的稱號有可能將正式換人。

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