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

　　1、立方氮化硼

　　立方氮化硼是一種低密度、超硬、寬帶隙、高熱導率、高電阻率、高熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性的化合物材料。它具有與金剛石相同的晶體結構, 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)點是良好的熱穩(wěn)定性和化學穩(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型半導體, 而金剛石的型摻雜十分困難。由于具有這些獨特的綜合性能, 從而使得其在機械加工、電子學和光學等諸多領域內蘊藏著難以預料的發(fā)展前景。

　　2、碳化硼

　　在已知物質中, 具有菱形結構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, 有希望在某些領域代替價格昂貴的金剛石。工業(yè)上一般利用硼酸或脫水氧化硼與碳在電爐中進行高溫還原反應來制備B₄C粉末, 除此之外, 還可以用金屬熱還原法來生產。

　　盡管其硬度在已知物質中位居第三, 但以下幾方面的缺點, 影響了它的可靠性, 并嚴重制約了其在工業(yè)上的廣泛應用。包括較低的斷裂韌性、過高的燒結溫度、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合, 可使其力學性能得到改善。

　　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為是潛在的超硬材料。早在年就有人以量子化學為基礎, 根據(jù)電子結構的相似性,預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構的BCN。

　　類金剛石結構的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, 因而它必將成為一種理想的新型超硬材料。