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  立方氮化硼晶體中原子結合方式與金剛石一樣，都是 sp 3 雜化的正四面體結構。每個原子與四個異類原子以共價鍵相互聯結，四個鍵長相等，均為 0.156nm ，鍵角為 109 ° 23 ′。立方氮化硼與金剛石在性能上也很相似。它的硬度和耐磨性都很高，導熱性和電絕緣性同樣出色。同時， CBN 不受酸、強氧化劑作用，并且當溫度不很高時，堿的作用也不明顯。

立方氮化硼的熱穩定性比金剛石高，這是它得以發展的根本原因之一。有些金剛石在 600 ℃以上就開始碳化，而 CBN 則不同。當溫度達到 900 ℃時， CBN 重量稍有增加——表面生成氧化膜（ B 2 O 3 ），這層薄膜有防止內部繼續氧化的作用。當超過 1200 ℃的時候，重量才開始減輕，到 1400 ℃時轉變成六方氮化硼（ hBN ）。以上是在空氣中的變化。若是在水蒸氣中加熱，從 900 ℃的時候開始失重， CBN 被分解，并與水生成硼酸和氨，即BN ＋ 3H 2 O ＝ H 3 BO 3 ＋ NH 3

這一特性要求 CBN 砂輪一般不能使用水溶性的冷卻液，而應當使用無水的礦物油作為冷卻液。