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100多年前，有一種除了結(jié)構(gòu)以外，連性能都與石墨非常相近的材料問世，是立方氮化硼CBN單晶，它是由百分之56的氮原子和百分之46的硼原子所構(gòu)成的晶體，具體詳情一起來看看吧。
立方氮化硼CBN單晶具有很多優(yōu)異的性能，其中尤為顯著也令人稱道的是它很“滑”。CBN單晶的晶格結(jié)構(gòu)和石墨十分相似，硼原子和氮原子交錯排列，組成一張六邊形為單位的無限邊界網(wǎng)絡(luò)，即單層h-BN;當(dāng)很多層這樣的網(wǎng)絡(luò)沿著c軸方向以ABAB……
在每一個原子層內(nèi)，硼原子和氮原子之間都由強 力的sp2雜化共價鍵相連接，鍵長為a=b=0.2504nm;每相鄰的兩層原子層之間能夠依靠較弱的原子間作用力相連接，鍵長c=0.6661lnm。所以，h-BN在c軸方向上結(jié)合力很小，原子間的距離又大，層與層之間很容易滑動，即使在高溫下也有著很好的潤滑性。
一般來說，潤滑油添加劑都是通過改變吸附在運動體表面的潤滑油油膜形式，防止摩擦副表面在相互運動時發(fā)生粗糙表面微凸體的接觸，從而提高表面的潤滑性和抗磨性。目前，利用納米潤滑材料制備潤滑添加劑，是提高潤滑油減摩抗磨性能的主要手段。
這些納米材料在潤滑油中主要發(fā)揮兩個作用，一是“微型球軸承效應(yīng)”;二是“自修復(fù)效應(yīng)”。它們會在摩擦副運動工作時進(jìn)入摩擦副表面，改變摩擦副之間的摩擦方式——從純滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒优c滾動復(fù)合摩擦，由于滾動摩擦的摩擦系數(shù)要比滑動摩擦小一個數(shù)量級，因此摩擦磨損得以下降。
層狀結(jié)構(gòu)的立方氮化硼CBN單晶作為一種優(yōu)良固態(tài)潤滑劑，相對于液態(tài)或半固態(tài)潤滑劑具有承載能力高、高溫下穩(wěn)定性好、穩(wěn)定的物理性質(zhì)等優(yōu)點。它可以分散在耐熱潤滑油脂、水或溶劑中，噴涂在摩擦表面上，待溶劑揮發(fā)而形成干膜;也可填充在樹脂、陶瓷、金屬等表層作為耐熱高溫自潤滑材料。
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