Apa itu Cubic Boron Nitrida?

Cubic boron nitride (CBN) adalah senyawa kimia sintetis yang terdiri dari atom boron dan nitrogen dalam rasio satu banding satu. Tidak seperti jenis boron nitrida lainnya, boron nitrida ada sebagai kisi kristal kubik, dengan atom-atomnya tersusun dalam struktur simetris berbentuk kubus seperti struktur kristal berlian. Sifat materialnya termasuk kekerasan ekstrim, stabilitas di bawah panas, dan ketahanan kimia yang unggul. Cubic boron nitride adalah bahan terkeras kedua setelah intan, membuatnya berguna dalam berbagai aplikasi industri, di mana ia sering digunakan sebagai alat abrasif atau pemotong.

Semua senyawa boron nitrida diproduksi secara sintetis, karena tidak ditemukan di alam. Prosesnya dimulai dengan asam borat, senyawa boron, oksigen, dan hidrogen, atau dengan boron trioksida, yang terdiri dari boron dan oksigen. Salah satu dari senyawa ini dapat direaksikan dengan urea atau amonia, yang mengandung nitrogen, untuk menghasilkan bubuk boron nitrida. Bubuk dikristalisasi melalui panas yang hebat untuk membentuk boron nitrida heksagonal, yang memiliki struktur kristal heksagonal yang analog dengan grafit, prekursor berlian sintetis. Boron nitrida heksagonal kemudian dipanaskan di bawah tekanan tinggi untuk membentuk boron nitrida kubik.

CBN memiliki beberapa keunggulan sebagai bahan industri. Hampir sekeras berlian, membuatnya berguna untuk memotong dan mengikis logam dan zat lainnya. Ketahanan panas CBN juga cukup tinggi. Berlian mulai terurai menjadi karbon dioksida di udara pada sekitar 1,472°F (sekitar 800 °C), sedangkan boron nitrida kubik stabil di udara hingga sekitar 2,552°F (sekitar 1,400 °C). Dalam aplikasi penggilingan industri dan proses lain di mana panas yang hebat dihasilkan, CBN lebih disukai daripada berlian.

Keuntungan lain dari CBN sebagai alternatif berlian adalah stabilitas kimianya dengan adanya nikel, besi, dan zat terkait. Berlian larut dalam logam ini, yang berarti bahwa ia bereaksi dengan mereka secara kimia dan larut. Ini membuatnya tidak berguna sebagai alat untuk memotong besi atau baja. CBN, di sisi lain, tidak bereaksi dan karena itu dapat digunakan untuk memotong bahan-bahan ini.

Variasi CBN yang digunakan dalam alat pemotong industri dikenal sebagai polikristalin kubik boron nitrida (PCBN). PCBN diproduksi dengan sintering partikel kubik boron nitrida dengan keramik. Dalam sintering, boron nitrida ditempatkan dalam tungku di bawah panas dan tekanan tinggi yang mengikatnya dengan keramik, menyatu menjadi zat yang sangat keras yang digunakan untuk menggiling dan memotong.