氮化硼纳米片制备及其改性复合材料导热性能研究进展.docx

《氮化硼纳米片制备及其改性复合材料导热性能研究进展.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氮化硼纳米片制备及其改性复合材料导热性能研究进展.docx（5页珍藏版）》请在第壹文秘上搜索。

1、随着电子元器件向着集成化和小型化迅速发展，使得产生的热量无法及时散失，累积的过高热量会影响设备的性能和使用寿命，因此对应用于电子封装领域的高分子聚合物材料的散热性能提出了更高的要求。将导热率高的金属填料（铜,铝）、碳基填料（石墨烯，碳纳米管）以及陶瓷填料（碳化硅，氮化硼）加入高分子材料中可以有效改善复合材料的导热性能，是一种简单有效的散热方法。氮化硼（BN）具有机械性能好、化学稳定性高、光学性能好等优点。在导热方面，h-BN的热膨胀系数低，二维片层结构具有各向异性导热的优势，非常适合作为导热填料来提高复合材料的导热率。近年来，有关对BN改性聚合物基复合材料导热性的研究越来越多，为了充分发挥其性

2、能，低层数的h-BN,即氮化硼纳米片（BNNSS）引起了学者们的关注。但实验发现BNNSS在基体中的分散性和相容性较差，真实导热效果相对于理论值有一定差距。另外，为实现定向导热应用，提高面内方向导热率也是亟待解决的问题。因此需要进一步分析和研究来提高BNNSs改性复合材料的导热性。本文分别对BNNSs的制备和改性方法进行总结和分析，介绍BNNSs改性聚合物基复合材料的制备方法，在此基础上阐述了其导热机理，整理归纳影响其导热性能的因素，以期为BNNSS填料更好提高复合材料的导热性能提供参考。摘要：氮化硼纳米片（BNNSS）是一种二维片状纳米材料，具有较高的导热性和热稳定性。将其作为填料加入聚合物

3、中，可显著提高复合材料的导热性能。基于近年来对BNNSS改性复合材料的导热性能的研究进展，总结了BNNSS的制备和改性方法，介绍了该体系复合材料的导热机理，分析了影响复合材料导热性能的因素，最后对该体系复合材料的导热性能研究进行了展望。结论随着BNNSS作为填料在导热领域的深入研究，仍面对许多问题和挑战，主要体现在BNNSs改性聚合物基复合材料的导热理论研究和加工工艺优化等方面,这也为未来的研究提供了方向：（1）BNNSS的制备方法多样，但每种方法存在一定的局限性，如实验条件严苛、产量低、成本高等。BNNSS的晶体缺陷和纵横比直接影响自身导热性能,产量也是评价大规模制备可行性的主要因素，三者主

4、要受BNNSs制备方法的影响。因此需要针对以上问题，改进或结合现有制备方法，并在此基础上尝试探索新的制备方法。（2） BNNSS与聚合物基体的相容性决定了BNNSS在基体中的含量，从而影响了复合材料的导热性能。对BNNSS的改性修饰可以提高两者的相容性，但在改性的过程中通常使用有毒的溶剂或存在改性效果不稳定的缺点。需要开发简单绿色和高效可靠的BNNSs改性方法。（3） BNNSS在基体中良好的分散性是构建定向导热网络的基础。目前构建定向导热网络的方法存在依赖设备和定向效果不理想的缺点。如何简单有效地构建连续定向排布的导热网络是未来研究的重要方向。（4） 加强声子传输和界面热阻的理论研究，优化导

5、热模型的动态模拟，改进BNNSS热传导测试技术，精准测量单层BNNSS的导热率。不仅从填料的角度出发，还要考虑聚合物基体中聚合物链分布和结晶度对复合材料导热率的影响，需要进一步研究BNNSS和制备过程中温度、压力、混合时间等工艺参数对聚合物结晶度的影响。图文导读1.e,is-baseacidinteraction-interactionaAPTES-BNNS,1sb4ucr0ve-BNNSn,;cNF-BNNS,*;dPPyBNNS*,j图1改性BNNSS的原理图Fig.1SchematicdiagansofnodiedBNNSs表1BNNSS改性聚合物基复合材料的制:Table1Prepar

6、ationandthenalconductivityofpolymermatrix填料基材质量分数制备方法ND-BNNSsPVA30溶液共混APTES-BNNSsEP40溶液共混Si-BNNSsPPS60熔融共混BNNSsHDPE40熔融共混VTES-BNNSsPMMA70原位聚合VTES-BNNSsPMMA70熔融共混w-BNNSsPVDF30溶液共混BNNSsPVA30溶液共混BNNSs纳米纤维素（CNF）50溶液共混注：PVDF为聚偏二氯乙烯b图2晶体中温度梯度示意图硼(a)；3种声子散射示意图网(b);晶体中缺陷类利示意图明(c)Fig.2Schematicdiagramoftempe

7、raturegradientinthecrystal1491(a):Schematicdiagramoftheephonouscattering1501(b):SchematicdiagramofdefecttypesintheCryStal幽(C)图3BNNSS和聚合物链之间热量传递示意图54Fig.3SchematicdiagramofheattransferbetweenBNNSsandpolymerChain用6：BNNSs：聚合物链：结晶区：非结晶区aBNNSs呈“海岛”分布；bBNNSs形成导热路径图4BNNSs在聚合物中的分布示意图Fig.4SchematicdiagamsofdispersionofBNNSsinpolymer