號稱石墨烯兄弟，導(dǎo)熱不導(dǎo)電“白石墨烯”奇妙應(yīng)用

熱管理 2021-07-23

說到氮化硼（h-BN），最為引人樂道的就是它優(yōu)異的熱性能。身為陶瓷材料中導(dǎo)熱最佳的材料之一，h-BN的結(jié)構(gòu)與多層石墨烯類似，具有六方層狀結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)松散、潤滑、質(zhì)輕質(zhì)軟等性狀，可加工性強(qiáng)，又由于其色為白，因此也被稱為“白石墨烯”。

表1 h-BN和其它材料的熱性能比較

但h-BN的優(yōu)勢并不僅限于此，它不僅是熱的良導(dǎo)體，而且還是典型的電絕緣體——常溫電導(dǎo)率可達(dá)1016~1018Ω/cm（1000℃時仍達(dá)1014~106Ω/cm）；介電常數(shù)3~5。介電損耗為（2~8）*10-4，擊穿強(qiáng)度為Al2O3的兩倍，達(dá)30~40kV/mm，因此是理想的高頻絕緣、高壓絕緣、高溫絕緣材料。

憑借如此難得的特性，h-BN在一些領(lǐng)域中起著難以被替代的作用，下邊介紹關(guān)于它的應(yīng)用。

氮化硼的應(yīng)用

h-BN顆粒的各方面性能受純度影響較大，而燒制條件以及產(chǎn)品后處理會直接影響純度，因此制備高純度的六方氮化硼顆粒是保證其廣泛應(yīng)用的前提。

而在不同領(lǐng)域中，就算是同一成分的原料，由于使用目的不同，原料規(guī)格自然也有所差異。

表2 h-BN粉體規(guī)格及應(yīng)用

1、高溫潤滑劑

h-BN具備十分優(yōu)異的高溫潤滑性，作為潤滑劑使用時，可以分散在耐熱潤滑脂、水或溶劑中；噴涂在摩擦表面上，待溶劑揮發(fā)而形成干模，因h-BN與鋼、不銹鋼、鋁等既不潤濕又不發(fā)生作用，因此它常用于抗熔融金屬腐蝕的場合，如熔煉蒸發(fā)金融的坩鍋、舟皿、液態(tài)金融輸送管等。

2、導(dǎo)熱填料

BN作為填料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于導(dǎo)熱復(fù)合材料，可解決熱導(dǎo)材料與處于運(yùn)行中的電氣部件相接觸而需要的高電阻率材料避免短路的問題。將超聲剝離的二維氮化硼納米片和一維纖維素納米纖維共混，制備的復(fù)合材料熱導(dǎo)率高達(dá) 180W/(m·K)，是迄今為止熱導(dǎo)率最高的納米復(fù)合材料。