編號(hào)：CYYJ02715
篇名：六方氮化硼高導(dǎo)熱納米材料:晶體結(jié)構(gòu)、導(dǎo)熱機(jī)理及表面修飾改性
作者：李佩悅 馬立云 謝恩俊 任子杰 周新軍 高惠民 吳建新
關(guān)鍵詞： 六方氮化硼 納米材料 高導(dǎo)熱 晶體結(jié)構(gòu) 表面修飾改性
機(jī)構(gòu)： 中建材蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 浮法玻璃新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院
摘要： 六方氮化硼(h-BN)納米材料,如氮化硼納米顆粒(BNNPs)、氮化硼納米管(BNNTs)、氮化硼納米纖維(BNNFs)、氮化硼納米片(BNNSs),被認(rèn)為是近年來最有前途的無機(jī)納米材料。它們具有獨(dú)特的理化性能,包括超寬帶隙(5.0~6.0 eV)、高導(dǎo)熱率(50~600 W/(m·K))、高機(jī)械強(qiáng)度等,在覆銅板(CCL)、電子封裝(EMC)、熱界面材料(TIMs)、發(fā)光二極管(LED)以及相變儲(chǔ)能(PCMs)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。與其他功能材料一樣,為改善其在聚合物復(fù)合材料中的分散性和界面親和性,在其填充聚合物材料之前,通常要對其進(jìn)行表面改性,最終達(dá)到改善聚合物復(fù)合材料的力學(xué)性能、導(dǎo)熱性能及介電性能的目的。但由于h-BN特殊的晶體結(jié)構(gòu),使得其具有極強(qiáng)的化學(xué)惰性和抗氧化性,一方面,與石墨烯類似,每一個(gè)h-BN層中,B原子和N原子通過強(qiáng)共價(jià)鍵相連,但由于B和N的電負(fù)性不同,這種共價(jià)鍵具有類似離子鍵的特征,相比石墨結(jié)構(gòu)中的C-C共價(jià)鍵,B-N鍵更強(qiáng),更難以斷裂。另一方面,不同于石墨片層間的AB型堆積,h-BN片層間為AA′型堆積,相鄰層中B和N原子交替堆積產(chǎn)生“Lip-lip”作用,使得層間的極性相互作用強(qiáng)于石墨層間的范德華力。另外,h-BN在合成過程中,除了邊緣上殘留有痕量的-OH及-NH2基團(tuán)外,幾乎沒有其它官能團(tuán),極大加劇了h-BN表面修飾改性的難度。常用的碳納米材料改性方法并不能使h-BN改性達(dá)到滿意的效果,因此許多新的方法和藥劑被用來設(shè)計(jì)修飾h-BN納米材料。本文根據(jù)h-BN晶體結(jié)構(gòu)、制備方法和表面性質(zhì),從共價(jià)鍵和非共價(jià)鍵功能化修飾兩個(gè)方面,重點(diǎn)總結(jié)修飾改性藥劑的設(shè)計(jì)選擇以及對復(fù)合材料性能影響的研究進(jìn)展,最后,對未來h-BN功能化的具體措施及修飾藥劑設(shè)計(jì)選擇的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
