行业记忆｜立方氮化硼发展始末

        从80年代中期到90年代中期大约10年。

进入1980年代，随着改革开放，汽车、航空航天、机械电子、微电子等工业的发展，为我国立方氮化硼发展注入了新的活力。对外技术交流开始活跃，与日本、美国、前苏联等技术交流频繁。

1983年日本国立无机材质研究所福长修来三磨所访问，作了立方氮化硼合成的技术讲座及交流，对新型化合物触媒、如何合成好的立方氮化硼晶体等内容做了专题讲解。   

1987年同为无机材质研究所的远腾忠来到三磨所作立方氮化硼合成技术报告，指出合成高品级的立方氮化硼必须用高纯度的复合触媒如Mg3B2N4、Ca3B2N4、Sr3B2N4、Ba3B2N4等，并在铰链式六面顶压机上进行了合成试验。对我国的研究启发很大。

三磨所、吉林大学、中科院长春应用化学研究所等几个骨干科研单位，开始重视和加大对立方氮化硼合成技术研究的投入。通过对原材料、触媒及合成技术等进行开发研究，采用新的触媒陆续取得进展，产生了一系列科研成果，合成出各种色泽的高品级立方氮化硼，并逐渐由实验室向小批量中试过渡。

在这期间出现了一批强有力的代表性研究团队：

三磨所王光祖教授等的研究团队。王光祖教授指导研究生张相法开展了六方氮化硼性能对立方氮化硼合成影响的系统研究、研制新型氮硼化物触媒、合成琥珀色、黑色等品种的立方氮化硼。1991年和1993年王光祖教授、张相法研究生等，在第六届和第七届全国高压学术讨论会上报告了包括：《六方氮化硼结晶度对立方氮化硼合成的影响》、《Mg-BN系中B2O3对CBN晶体生长的影响》、《国内外几种典型HBN的性能特点》、《高温高压下水白色CBN晶体的合成》、《高压高温下HBN的再结晶》等的研究成果；还有徐国泰高级工程师、刘祥慧工程师的生产及科研团队，开展镁基多元合金触媒的研究，1989年12月优质CBN合成系统工艺通过机械部科技成果鉴定，黑色Ⅱ型CBN投入生产。

吉林大学张铁臣教授、马文俊讲师等的研究团队。在1991年和1993年第六届和第七届全国高压学术研讨会上集中报告了，包括：《不同颜色立方氮化硼的合成及耐热性的研究》、《大颗粒立方氮化硼单晶的合成》、《六角氮化硼的氧化特性对立方氮化硼合成的影响》、《立方氮化硼合成中的金属膜》、《Me-B-N(Me=Mg、Ca)体系中CBN的生长机制》、《MgO对使用Mg系触媒合成CBN的影响》、《Mg-B-N系中毫米级单晶的合成》、《高压合成CBN的颜色》、《提高立方氮化硼产量的一种新的组装方式》等论文及研究成果。

中科院长春应用化学研究所闫学伟研究员、崔硕景研究员等的研究团队。1988年发表了《高压合成立方氮化硼的新触媒材料》的论文，这是国内第一篇有关合成立方氮化硼用新触媒材料Mg3B2N4及Ca3B2N4的论文，其后续研究成果及样品在庐山全国立方氮化硼行业研讨会和在第六届、第七届全国高压学术研讨会上发布，包括：《高压高温下HBN-CBN转化行为的研究》、《立方氮化硼的振动光谱与反射光谱的研究》、《立方氮化硼高压合成腔体中压力和温度的分布、动态过程及其对产物影响的研究》、《乳白色立方氮化硼的高压合成》等研究成果。

此外，北京燕郊超硬材料研究所李湘瑶等，也在从事着琥珀色CBN的合成研究，在产品开发方面做了不少有益工作。

1990年代初王光祖教授和时任郑州二七超硬材料有限公司总经理的吴志英连续召集、组织了郑州、重庆--三峡及庐山等三次全国立方氮化硼行业研讨会，上述研究单位以及上海硅酸盐所、长沙矿院、第二砂轮厂、第六砂轮厂、苏州砂轮厂、上海砂轮厂等的专家和代表出席了会议，会上展示了琥珀色样品，会议纪要称“吉林大学、长春应用化学研究所、三磨所首先合成出了琥珀色CBN单晶，结束了立方氮化硼产品单一、长期徘徊不前的状态，使立方氮化硼的研究和生产上了一个新台阶”

至此，我国已掌握先进的新型硼氮化物触媒及多元合金触媒技术，能够合成除了黑色I型、Ⅱ型CBN产品外琥珀色、淡黄色、浅白色及棕色CBN晶体。

这一阶段从20世纪90年代中期到目前为止是中国CBN大发展时期。

有了好的技术成果，那么向生产转化就是必然的选择。由于生产成本高，市场未得到充分开发，导致1994年三磨所欲在郑州高新区建立CBN生产基地、长春应化所与一汽传动轴厂等的合作和吉林大学与深圳深达超硬材料公司合作生产CBN均未能付诸实施。虽然CBN生产年产量从1985年的10万克拉到1990年的50多万克拉、1995上升到120多万克拉，呈现出明显的增长态势，但市场及应用却没有推开。价格方面，1990年琥珀色CBN价格在10元/克拉以上，普通1型黑色CBN价格3-4元/克拉，高价格也阻碍了CBN的推广应用。

上世纪90年代末，金刚石压机大型化发展同样体现在CBN生产技术方面。大腔体降低了制造成本，加上六方氮化硼原料价格降低，CBN价格下降。张相法、张奎等研发了中25mm腔体高韧性CBN的合成技术，并在在河南黄河集团公司投入生产，单产达到12克拉以上，产品以较好的性价比出口到日本市场。

进入21世纪，六面顶压机的大型化和自动化，对六方氮化硼及触媒的深入研究，合成工艺技术的逐渐完善，立方氮化硼生产得到了快速发展。汽车工业、航天航空工业的高速发展，日益强劲的市场需求也为立方氮化硼大发展起到了强力拉动的作用。CBN产量出现高速增长，连续多年年增长率达到100%，2002年全国CBN年产量已突破1亿克拉。