Бор образует с азотом одно соединение — нитрид бора BN, существующее в виде трех модификаций: графитоподобной гексагональной α-BN; кубической (β-BN и гексагональной плотно упакованной γ-BN. Имеются данные о существовании ромбоэдрической модификации BN. В технологии керамики используют α-, β- и γ-BN.
Плавление α-BN протекает с разложением при 3000°С, α-BN имеет плотность 2,29 г/см3. Аналогичная графиту низкая микротвердость и низкий коэффициент трения позволяют использовать α-BN в качестве высокотемпературной смазки, например в керамических подшипниках. При этом слой α-BN можно создавать в процессе изготовления керамических деталей, имеющих трущиеся поверхности. Керамику из
α-BN, как и графит, легко механически обрабатывать.
Плотная керамика из α-BN имеет высокую термостойкость, хороший диэлектрик. Керамика имеет высокую теплопроводность, 15-50 Вт/(м·К). Сочетание высоких диэлектрических свойств с высокой теплопроводностью позволяет использовать керамику в электронных устройствах, работающих в космосе.
Керамика из α-BN химически устойчива в восстановительных средах, в вакууме. Как и графит, α-BN не смачивается многими расплавами металлов, стекол и солей. Керамика неустойчива в окислительных средах, в воде и водных растворах кислот и оснований. На воздухе ее можно использовать до 1000°С.
Порошки α-BN получают описанными выше для нитридов методами. Порошки могут иметь промежуточное строение между кристаллическим и аморфным - турбостратный BN. Такие порошки имеют более высокую активность к спеканию.
Для спекания керамики из α-BN используют горячее прессование и реакционное спекание. Применение порошков из турбостратного BN с такими добавками, как MgO, СаО, La2O3, позволяет спекать керамику и без применения горячего прессования.
Осаждением из газовой фазы на соответствующие подложки, например графитовые, получают слои толщиной до 5 мм из пиронитрида бора α-BN. Материал сильно анизотропен, поскольку пластины α-BN ориентированы так, что ось С перпендикулярна подложке.
Модификации высокого давления γ-BN и β-BN обычно получают из α-BN. При давлении 5-10 ГПа и температуре 1600-2000°С образуется кубический β-BN со структурой цинковой обманки (ZnS), аналогичной структуре алмаза. Для облегчения синтеза и спекания β-BN используют добавки металлов: Li, Mg, Са, А1 и др., их боридов, нитридов и борнитридов.
Уже при 500°С β-BN начинает окисляться, однако образующийся В2Оз замедляет скорость процесса. Скорость окисления сохраняется низкой вплоть до 1300°С, когда она резко возрастает из-за испарения В2Оз. Алмаз начинает заметно окисляться уже выше 800°С. В неокислительной атмосфере при нормальных условиях кубическая форма β-BN сохраняется до 1600°С.
Материал обладает высокой теплопроводностью, приближающейся к алмазу, и является хорошим диэлектриком. Керамику на основе β-BN используют для изготовления резцов, фильер, теплоотводящих электроизолирующих элементов и т. д., применяют в качестве абразива под названием эльбор и боразон.
Из гексагонального α-BN взрывным прессованием получают γ-BN. Его используют для изготовления абразивного инструмента и резцов. В нашей стране его выпускают под названием гексанит. В отличие от алмаза резцы на основе BN широко используют для обработки железосодержащих сплавов, поскольку BN к ним значительно более химически устойчив.