以金剛石為代表的碳基超硬材料的最主要的缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性差, 這極大地限制了它們的應(yīng)用。硼基的二元或三元體系能彌補(bǔ)碳基超硬材料的這一缺點(diǎn)。

　　1、立方氮化硼

　　立方氮化硼是一種低密度、超硬、寬帶隙、高熱導(dǎo)率、高電阻率、高熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性的化合物材料。它具有與金剛石相同的晶體結(jié)構(gòu), 物理性能也與金剛石十分相似。與金剛石相比, 其的顯著優(yōu)點(diǎn)是良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性, 可用于超硬刀具涂層, 特別適用于作為加工鐵基合金的刀具涂層。而且可被摻雜成n型和p型半導(dǎo)體, 而金剛石的型摻雜十分困難。由于具有這些獨(dú)特的綜合性能, 從而使得其在機(jī)械加工、電子學(xué)和光學(xué)等諸多領(lǐng)域內(nèi)蘊(yùn)藏著難以預(yù)料的發(fā)展前景。

　　2、碳化硼

　　在已知物質(zhì)中, 具有菱形結(jié)構(gòu)B₄C的硬度僅次于金剛石和c-BN, 尤其是它的高溫硬度十分突出, 同時(shí)B₄C還具有高彈性模量、低密度、耐酸堿和較高的中子吸收能力的特點(diǎn), 有希望在某些領(lǐng)域代替價(jià)格昂貴的金剛石。工業(yè)上一般利用硼酸或脫水氧化硼與碳在電爐中進(jìn)行高溫還原反應(yīng)來制備B₄C粉末, 除此之外, 還可以用金屬熱還原法來生產(chǎn)。

　　盡管其硬度在已知物質(zhì)中位居第三, 但以下幾方面的缺點(diǎn), 影響了它的可靠性, 并嚴(yán)重制約了其在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用。包括較低的斷裂韌性、過高的燒結(jié)溫度、抗氧化能力差、對金屬的穩(wěn)定性較差。

　　近來的研究表明, 利用與其他材料的復(fù)合, 可使其力學(xué)性能得到改善。

　　3、氮碳化硼

　　除了金剛石和C-N、B-C、和B-N二元系以外, 含B-C-N的三元系化合物也被認(rèn)為是潛在的超硬材料。早在年就有人以量子化學(xué)為基礎(chǔ), 根據(jù)電子結(jié)構(gòu)的相似性,預(yù)測了三元化合物超硬材料出現(xiàn)的可能性。其后人們就開始試圖合成類金剛石結(jié)構(gòu)的BCN。

　　類金剛石結(jié)構(gòu)的c-BCN材料正在引起國際材料界的重視。由于它具有金剛石和立方氮化硼這兩種超硬材料的優(yōu)點(diǎn), 因而它必將成為一種理想的新型超硬材料。