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2022
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02
氮化硼填充导热复合材料研究综述
氮化硼不仅能保持材料的电绝缘性，还能有效提高聚合物基体的导热性能，是制备填充型高导热绝缘复合材料的理想选择。氮化硼有六种晶型，常见的氮化硼有立方氮化硼和六方氮化硼。C-BN与金刚石相似，一般用于制作刀具。
氮化硼不仅能保持材料的电绝缘性，还能有效提高聚合物基体的导热性能，是制备填充型高导热绝缘复合材料的理想选择。氮化硼有六种晶型，常见的氮化硼有立方氮化硼和六方氮化硼。C-BN与金刚石相似，一般用于制作刀具。
H-BN具有类似石墨的层状结构和优异的力学性能，其面内机械强度可达500 N/m，H-BN还具有优异的耐高温性能。空气中的抗氧化温度为900°，真空中可达2000°，同时h-BN还具有较高的热导率和优异的绝缘性能。
氮化硼形态对复合材料导热性能的影响：填料/聚合物复合材料的性能取决于填料的性能，如填料在聚合物基体中的尺寸、形状和分散状态会影响聚合物的导热性能。一般来说，大粒径填料可以显著提高复合材料的热导率，这是由于颗粒之间的界面接触较少，热阻较小。粒径不宜过大，否则不利于导热路径的形成，如果填料与基体的间隙大;小粒径填料容易被基体包覆，导热颗粒之间难以接触，导致复合材料导热系数低。
氮化硼表面改性对复合材料导热性能的影响：由于BN具有良好的化学稳定性，易团聚，不易形成化学键，与基体材料的亲和性较差，因此需要对其表面进行改性，以增强其与基体的亲和性，提高其在基体中的分散性。研究表明，氮化硼的表面功能化有助于减少氮化硼的聚集，提高复合材料的导热性能。氮化硼的表面功能化明显增强了聚合物基体与氮化硼之间的界面相互作用，硅烷偶联剂是常用的氮化硼界面改性剂。
BN取向结构对复合材料导热性能的影响：h-BN其面内导热系数远高于面外导热系数，具有明显的各向异性，且BN通常随机分散在聚合物基体中，材料无法在热流方向形成传热网络，因此热阻较大，材料的导热性能无法满足电子产品对散热的要求。h-BN在聚合物基体中的取向排列和充分利用h-BN的面内热导率可以提高复合材料的热导率，常用的定向方法包括刮刀法、磁场校准、振荡剪切、电磁响应和冰模板法。
氮化硼具有优异的导热性和绝缘性，有利于氮化硼/聚合物导热复合材料的制备，可应用于电子产品的封装技术，保证电气设备的安全稳定运行。然而氮化硼的应用受到其表面改性困难、剥离效率低、取向排列困难等限制。因此需要对氮化硼进行进一步的研究，以提高导热复合材料的性能。
氮化硼
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