Borazon[1] / Qingsongite[2]
제너럴 일렉트릭에서 개발한 질화붕소(boron nitride, BN) 결정 중에서 입방격자 구조를 갖는 광물의 상표명. 학술적 명칭은 입방격자질화붕소(Cubic Boron Nitride; CBN)이다. 모스경도 9.75로 다이아몬드에 이어 물질 가운데 두번째로 높은 경도를 가졌다. 성질도 다이아몬드와 흡사하고, 다이아몬드에 어느정도 흠집을 내는 것도 가능하다.
원래 질소와 붕소는 옥텟 규칙에 따라 결합을 3개까지 할 수 있지만, 질소와 붕소가 서로 결합하게 되면 질소는 비공유 전자쌍이 한 쌍 남고, 붕소는 전자쌍이 한 쌍 모자라서 질소와 붕소끼리 배위 결합을 할 수 있게 된다. 그래서 탄소와 비슷한 구조를 만들 수 있는 것이다. 실제로 이온갭과 공유갭의 정도를 이론적으로 계산해봐도 공유갭의 값이 더 높아 사실상 공유결합에 더 가까운 셈이다.
보라존은 광물로서는 대단히 이례적으로, 자연에서 발견되기 앞서 인공적으로 합성되었다.[3] 보라존이 인공적으로 합성된 것이 1957년인데, 52년이 지난 2009년에서야 티베트에서 자연적으로 형성된 보라존이 발견되어 발견자 '팡 칭송' 박사[4]의 이름을 따 'qingsongite'라는 이름이 붙었다. 한국어 발음으론 '칭송아이트'정도가 된다. https://www.mindat.org/min-43792.html 맨틀 깊숙한 곳에서 만들어지는 알려진 유일한 붕소 계열 광물이다. https://en.wikipedia.org/wiki/Qingsongite
인공적으로 생산할 때는 질소와 붕소를 섭씨 1500도, 62000기압에서 반응시켜서 만든다. 완성된 결정의 모양은 다이아몬드와 같으나 격자당 두 종류의 원자가 1대 1의 비율로 있기에 사실상 엄밀히 말하자면 섬아연석 구조인 Zinc blende 구조다. 대개 노란색이나 검은색을 띤다.
금속류를 갈아내기 위한 연마재로 많이 사용되는데 그 이유는 다이아몬드가 경도야 더 높지만 금속을 갈아내는 과정에서 발생하는 고온을 완전히 버틸 수 없기 때문이다. 다이아몬드는 공유결합으로 이루어진 탄소 동소체이기 때문에 대기압 상태에서 고온에 노출되면 더 안정한 동소체인 흑연으로 상전이되며 산소가 같이 존재하면 그대로 상전이와 동시에 연소해서 이산화 탄소가 되어 날아간다.[5] 특히나 다이아몬드는 철과 친화력이 강해서 철을 갈아낼때는 그 고온환경에서 철하고 빠르게 반응해서 상황이 더 악화되며 마모가 급속도로 일어난다. 주로 강철과 같은 금속 표면에 접착시키거나 청동, 페놀수지와 같은 소결재를 사용해 뭉쳐 연마용 공구로서 사용한다.
[1] Boron(붕소)+Azoto(질소)[2] 광물로서의 이름[3] 광물은 아니지만 자연에서 발견되지 않거나, 발견되기 이전에 합성된 다른 예시는 의외로 가까운 곳에 몇 가지가 있는데, 바로 나일론, 플라스틱, 그리고 불산을 제외한 대다수의 불소화합물(프레온, 테플론 등)이 있다. 이들은 광물은 아니다. 다만, 플라스틱은 자연에 흘러들어가 바위에 눌어붙고 심해에서 압축되어 발견되면서 마치 암석처럼 발견되고 있기는 하다.[4] 여담으로 팡 박사는 칭송아이트 발견 1년후인 2010년 별세했다.[5] 복잡하게 설명되어있지만 한마디로 불이 붙어서 탄다는 소리다.