號稱石墨烯兄弟，導熱不導電“白石墨烯”奇妙應用

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。身為陶瓷材料中導熱最佳的材料之一，h-BN的結構與多層石墨烯類似，具有六方層狀結構，呈現松散、潤滑、質輕質軟等性狀，可加工性強，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，它不僅是熱的良導體，而且還是典型的電絕緣體——常溫電導率可達1016~1018Ω/cm（1000℃時仍達1014~106Ω/cm）；介電常數3~5。介電損耗為（2~8）*10-4，擊穿強度為Al2O3的兩倍，達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在一些領域中起著難以被替代的作用，下邊介紹關于它的應用。

氮化硼的應用

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用的前提。

而在不同領域中，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、導熱填料

BN作為填料已經廣泛應用于導熱復合材料，可解決熱導材料與處于運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，制備的復合材料熱導率高達 180W/(m·K)，是迄今為止熱導率最高的納米復合材料。