立方氮化硼（CBN），以其莫氏硬度9.7仅次于金刚石的超硬特性而著称，其原子结构类似金刚石中的碳原子排列，赋予了它高密度与卓越的硬度。尽管同为超硬材料，CBN的研究与应用进展相较于金刚石却显得滞后，这在精密加工、第三代半导体及光谱器件等领域构成了发展瓶颈。因此，推进大颗粒CBN单晶的生产技术成为了突破的关键。 CBN因其在工业应用中的重要性被喻为“工业的牙齿”。它不仅拥有超越金刚石的热稳定性和化学稳定性，还展现出优异的高温红硬性及抗氧化性能，能在1300℃高温下与铁族元素保持惰性，特别适合加工如淬火钢这类黑色金属。此外，CBN的出色导热性、宽能带间隙（超过6.2eV）和低介电常数，使其成为光学与量子计算领域的新型半导体材料，应用潜力巨大。 当前，工业上批量合成CBN主要采用高温高压法，该方法利用六方氮化硼（HBN）与触媒的混合物，在特定条件下促使HBN转化为CBN单晶。触媒的引入显著降低了转化所需的温度与压力条件，通过调整触媒类型、添加剂及工艺参数，可以精准调控CBN的产量、粒度、颜色及形态。其中，Li基触媒因其能产出透明度高、内部缺陷少、强度大且粒度较大的CBN单晶而广受欢迎。 在高温高压触媒法中，晶种温度梯度法尤为突出。该技术通过在HBN与触媒的混合物中置入小尺寸CBN单晶作为晶种，并置于合成腔体的低温区域。利用腔体内的温度梯度，新生成的CBN会迁移至低温区并在晶种表面沉积生长，从而实现大尺寸单晶的合成。尽管此方法能产出质量上乘、尺寸较大的CBN单晶，但也面临着合成周期长、产量有限及条件苛刻的挑战。 我国科研人员在晶种-温度梯度法上取得了一定成就，成功合成了粗颗粒CBN单晶，并在后续研究中不断探索优化大颗粒单晶的制备技术。研究表明，合成压力、温度、时间及触媒是影响CBN单晶粒度的关键因素。值得注意的是，追求更高的合成压力与温度并不总能带来更优的结果。实验数据显示，随着合成时间的延长，虽然粒度有所增加，但幅度有限，而产量则显著提升。触媒的选择与搭配同样复杂，为获得大颗粒高品质CBN单晶，已开发出多种乃至多元触媒体系。 尽管我国CBN产业发展迅速，成为产能大国，但在高品级大颗粒单晶制备技术上仍与国际先进水平存在差距。目前最大量产粒度仅为300μm级，远未达到毫米级标准，难以满足半导体与光学器件的高要求，限制了CBN在更多领域的应用拓展。因此，加快CBN生产制备技术的研发步伐势在必行。 展望未来，大颗粒CBN单晶的研究与应用前景广阔，同时磨料级CBN单晶也在磨削等领域持续发挥重要作用。氮硼科技公司作为专注于CBN单晶研发、生产与销售的高新技术企业，提供包括DL-8500亮黑色与DL-7800琥珀色在内的全粒度号产品，诚邀各界合作，共同探索CBN的无限可能。