BN表面改性对BN/环氧树脂复合材料导热性能的影响

采用十八烷基三甲基溴化铵（OTAB）阳离子表面活性剂对BN微米片进行有机化改性,研究了BN表面改性对BN/环氧树脂复合材料导热性能的影响。当OTAB浓度为0.6 g · L^-1时,BN表面的OTAB吸附量接近饱和。BN表面改性提高了环氧树脂对BN的浸润性,降低了BN的导热系数。SEM观察及黏度测试结果表明：BN表面改性改善了BN/环氧树脂复合材料的界面性能及体系相容性。由于界面热阻的降低,改性BN/环氧树脂复合材料的导热系数高于未改性BN/环氧树脂复合材料,当BN填充量为30%（填料与树脂基体的质量比）时,改性BN/环氧树脂复合材料的导热系数为1.03 W （m · K）^-1,是未改性BN/环氧树脂导热系数（0.48 W （m · K）^-1）的2.15倍。     

BN纤维对石墨烯微片/聚丙烯复合材料导热绝缘性能的影响

采用熔融共混法制备BN纤维-石墨烯微片/聚丙烯（BN纤维-GNP/PP）高导热绝缘复合材料,结合有限元模拟、SEM、XRD、导热导电测试结果,探究了BN纤维含量和长度对BN纤维-GNP/PP复合材料导热绝缘性能的影响。结果表明:BN纤维-GNP/PP复合材料中BN纤维含量和长度的增加可增大GNP分布范围,增大BN纤维与GNP的接触概率;在GNP含量为7wt%、100 μm BN纤维含量为20wt%时BN纤维-GNP/PP复合材料的热导率较PP提高了4.2倍,同时电绝缘性略有提高。模拟结果表明,高含量100 μm BN纤维的加入使BN纤维-GNP/PP复合材料导热网络的构建趋于完整,局部热通量较低的区域减少。片状GNP与纤维状BN二相填料的"协同效应",使GNP和BN纤维分别作为"岛"和"桥"形成了一种特殊的"双网络"结构,BN纤维作为高导热"桥"阻隔了相邻GNP间导电通路的形成,从而提高了BN纤维-GNP/PP复合材料的导热绝缘性能。      

碳纤维对聚碳酸酯/氮化硼复合材料导热性能和力学性能的影响

首先制备了聚碳酸酯/氮化硼(PC/BN)复合材料,考察了BN含量对复合材料导热性能和力学性能的影响,实验结果表明BN可以提高PC的导热性能,当BN含量为30%时,PC/BN复合材料的导热系数为1.38 W/(m·K),比纯PC的导热系数提高了约7倍,但PC的力学性能损坏严重。在PC/BN复合材料中填充少量碳纤维(CF),结果表明少量CF的加入,不仅可以进一步提高PC/BN复合材料的导热性能,而且还可以较显著地改善其力学性能。当CF含量为7%时,PC/BN/CF的导热系数、拉伸强度、弯曲强度和冲击强度比PC/BN复合材料的分别提高了14.5%,113%,64%和157%。     

超细氮化硼/环氧树脂复合材料的制备和性能影响

将超细高导热的氮化硼(简称BN)与环氧树脂(简称EP)进行复合制备了EP/超细BN复合材料.研究了超细BN的含量对EP/BN复合材料的导热性能及微观结构的影响.结果表明,当BN质量分数为90%时,EP/BN复合材料的热导率达到1.2447W/(m·K),约为纯EP的7倍.     

BN/PA66导热复合材料制备与研究

采用熔融挤出法制备了BN/PA66导热复合材料,通过导热性能测试、力学性能测试、耐热性能测试和DSC等方法研究了BN含量对BN/PA66复合材料的导热性能、力学性能、耐热性能和结晶性能等的影响。结果表明:在实验范围内,当BN体积分数达到24.8%时,BN/PA66复合材料导热系数λ为0.751W/(m.K),约为纯PA66的2.2倍。随BN含量增加,BN/PA66复合材料刚性增加,其热形变温度大幅度提高。     

氮化硼在聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯共聚物中的选择分布及复合材料的导热性能

采用氮化硼(BN)为导热填料、以聚乙烯(PE)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为基体树脂制备了导热复合材料。利用溶剂选择性萃取和扫描电子显微镜研究了PE-EVA共混物的相结构及BN在两相中的分布行为,以热导率为参数评价了复合材料的导热性能。研究结果表明,PE-EVA共混物的相结构与两者的用量比相关,在PE/EVA质量比为1/1时可获得具有共连续结构的共混物;在两相共连续PE-EVA共混物中引入BN后,发现BN选择分布在PE相中,BN/PE相与EVA形成共连续结构。BN的选择分布及共连续结构的形成有助于提高复合材料的热导率,在BN质量分数为30%时,与BN/PE相比,具有选择分布和相连续结构的BN/PE-EVA复合材料的热导率提高了15.4%。     

BN纤维补强ZrO_2材料的显微结构

研究了 BN 纤维补强 ZrO_2 材料中显微结构及界面特性,BN 纤维与 ZrO_2基体之间有一扩散区,经烧结后复合材料中 BN 以多晶形式存在。在 BN 纤维内扩散入较多 Y_2O_3 和 SiO_2,这些组分在纤维内形成玻璃相。聚集在 ZrO_2之间的 BN 形成细长结晶体,该晶体内有较多刃位错和反相畴区域。与 BN 相邻的 ZrO_2仍为四方相。     

BN掺杂可望制得透明太阳电池

日本国家材料科学研究所（NIMS）用等离子增强CVD技术制备出高密度多晶BN,并同时进行了激光感生Si掺杂,使BN成为一种宽带隙Ⅲ—Ⅴ族半导体。而在此以前,对BN的掺杂很少成功,使BN成为被“忽略”的半导体材料。所制备的这种半导电致密相BN是当今最“坚固”的半导体之一,它具有独特的耐熔性和可见光透明性。通过在Si上沉积BN,该研究小组制出了一种BN／Si异质二极管太阳电池。其转换效率2％,有效带隙为5．5eV。     

钢中MnS对BN析出行为的影响

采用α粒子径迹法和电子显微镜研究了含微量硼的低碳钢中MnS对BN析出行为的影响。结果表明,当加热温度低于1150℃时,BN多以球状的MnS为结晶核心在其周围析出,呈MnS+BN复合体形态;当加热温度超过1150℃时,未固溶的MnS大部分由球形变成多面体形,这种形状的MnS已失去BN结晶核心的作用。除了呈MnS+BN复合体存在的BN外,也有单体的BN,随着温度的提高和保温时间的延长,其尺寸变大,形貌各异。     

β-SiAlON/BN复合陶瓷的高温力学性能和抗氧化性

采用热压烧结方法制备了β-SiAlON/BN复合陶瓷,研究了其相组成、微观形貌、1000℃抗弯强度和1300℃抗氧化性.结果表明:β-SiAlON/BN微观形貌为片状BN夹杂在柱状β-SiAlON晶粒之间；β-SiAlON/BN复合陶瓷1000℃抗弯强度大于600MPa,并随着BN掺量的提高,1000℃抗弯强度下降；复合陶瓷1300℃以β-SiAlON氧化为主,单位面积氧化增重量随着BN掺量的提高而减少.     

Thermal conductivity of boron nitride reinforced polyethylene composites

The thermal conductivity of boron nitride (BN) particulates reinforced high density polyethylene (HDPE) composites was investigated under a special dispersion state of BN particles in HDPE, i.e., BN particles surrounding HDPE particles. The effects of BN content, particle size of HDPE and temperature on the thermal conductivity of the composites were discussed. The results indicate that the special dispersion of BN in matrix provides the composites with high thermal conductivity; moreover, the thermal conductivity of composites is higher for the larger size HDPE than for the smaller size one. The thermal conductivity increases with increasing filler content, and significantly deviates the predictions from the theoretic models. It is found also that the combined use of BN particles and alumina short fiber obtains higher thermal conductivity of composites compared to the BN particles used alone.     

BN纤维补强Sialon陶瓷材料的研究

采用高速搅拌、超声分散的湿法分散混合工艺制备出无规则取向BN短纤维复合热压Sialon陶瓷复合材料。对不同BN纤维含量和不同烧结温度条件下,复合材料的强度变化和抗震行为进行了探讨研究,采用TEM、SEM和XRD技术对材料的微观结构,晶相组成及纤维的晶粒长大现象进行了观察分析。      

Novel thermal interface materials: boron nitride nanofiber and indium composites for electronics heat dissipation applications

With increased power density and continued miniaturization, effective thermal dissipation is of significant importance for operational lifetime and reliability of electronic system. Advanced thermal interface materials (TIMs) with excellent thermal performance need to be designed and developed. Here we report novel TIMs consisted of boron nitride (BN) nanofibers and pure indium (In) solder for heat dissipation applications. The BN nanofibers are fabricated by electrospinning process and nitridation treatment. After surface metallization by sputtering, the porous BN film is infiltrated with liquid indium by squeeze casting to form the final solid composites. The new composites show the in-plane and through-plane thermal conductivity respectively of 60 and 20 W/m K. The direction dependence thermal properties of the TIM are due to the anisotropic thermal performance of BN nanofibers in the composite. A low thermal contact resistance of 0.2 K mm²/W is also achieved at the interface between this new composite and copper substrate. These competent thermal properties demonstrate the great potential of the BN–In TIMs in thermal management for electronic system.     

表儿茶素修饰BN对BN@表儿茶素/环氧树脂复合材料性能的影响

用表儿茶素(EC)作为非共价改性剂,对BN进行表面处理,研究了不同质量分数EC修饰的BN对BN@EC/环氧树脂(EP)复合材料性能的影响。采用FTIR、 XRD、 SEM、 TG等对BN、 BN@EC和BN@EC/EP复合材料的结构和性能进行表征,研究证明EC对BN改性成功,且改性过程中没有对BN的晶型结构产生影响;经EC改性后的BN在树脂基体中的分散性得到改善;SEM测试结果表明,与未改性的BN粒子相比,经EC改性后的BN粒子的团聚程度降低, BN@EC在基体中的分散性更好;经改性的BN@EC在水中的稳定性得到提高;当EC质量分数为10wt%时, BN@EC/EP复合材料的导热性能最好,热导率达1.27 W·m^-1·K^-1,与BN/EP的热导率(0.62 W·m^-1·K^-1)相比提高了106%。最后,分析了EC的加入对复合材料热稳定性能和硬度的影响,结果表明, EC的加入会略微提高复合材料的热稳定性。     

基于复合相变散热的锂离子电池热管理实验研究

以纳米氮化硼(BN)为填料,制备不同质量分数的石蜡基纳米复合材料,对其进行热物性表征,并将该材料用于锂离子电池的热管理。实验结果发现,BN与石蜡之间为物理复合作用;复合材料的熔点和相变潜热随着BN含量增加均有所降低,复合材料导热系数发生转折的点对应于熔点;由于BN在石蜡中发生沉降,导致其含量为1%时复合材料热导率最大,为0.3386W/m·K。将1%的复合材料应用于锂离子电池的热管理,发现在3C和5C倍率放电条件下,电池表面最高温度较纯石蜡分别降低1.43℃和3.39℃,具有3.5%和7.6%的降温效果;最大温差分别降低0.24℃和0.35℃,比纯石蜡降低20%以上,电池表面温度更趋于均匀。因此复合相变材料在电池热管理上具有较好的应用前景。     

Thermal conductivity of liquid crystalline epoxy/BN filler composites having ordered network structure

BN filler was added to a liquid crystalline (LC) epoxy resin to obtain a high thermal conductive material. The LC epoxy/BN composites, which were cured at different temperatures, formed an isotropic or LC polydomain phase structure. The relationship between the network orientation containing mesogenic groups and the dispersibility of the BN filler was discussed. As a result, the thermal conductivity of the LC polydomain system was drastically enhanced even at a relatively low volume fraction of BN (30 vol%), regardless of the fact that both the LC and isotropic phase systems consisted of the same resin and filler content combination. This result is due to the formation of thermal conductive paths by the BN filler by exclusion of the BN filler from the LC domain formed during the curing process in the composite having the LC polydomain matrix.     

BN/HDPE导热塑料的热导率

用粉末混合法制备了氮化硼增强高密聚乙烯塑料,研究了材料内部填料分散状态,填料含量,基体粒径和温度对热导率的影响。结果表明,材料中填料粒子围绕在聚乙烯粒子周围,形成了特殊的网状导热通路;增大填料用量和基体粒径,热导率升高;填料体积用量为30%时体系热导率达0.96 W/m.K,是基体热导率的3倍多。用Y.Agari模型分析了基体粒径对形成导热通路的影响。此外,使用氧化铝短纤维和氮化硼混杂填料能获得更高的热导率。     

氮化物对增强线性酚醛树脂导热性能的对比研究

目的对比探讨氮化物陶瓷颗粒AlN和BN对热塑性酚醛树脂复合材料导热率的影响,制备高导热复合材料,并将其应用于电子塑封领域。方法首先,采用硅烷偶联剂对AlN和BN进行表面改性,以增强其在有机聚合物中的分散性。然后通过在线性酚醛树脂中添加不同粒径的陶瓷颗粒,对比粒径及填料含量对线性酚醛树脂复合材料导热率的影响,从声子角度分析,获取适合作为提高复合材料导热性能的填料。结果经过硅烷偶联剂表面改性后,陶瓷颗粒AlN、BN与水的接触角变大,与树脂的接触角变小,能够更好地分散在线性酚醛树脂中。在线性酚醛树脂中添加不同粒径、不同含量的AlN和BN,发现在不同含量范围内,填料粒径对复合材料导热率的影响不同。根据声子传递热量理论分析,BN较AlN在与C形成的界面上更容易传输热量,从而实现了较高的导热率。结论氮化物陶瓷颗粒能够很好地增强复合材料的导热率,尤其是BN,其态密度和C的态密度重叠率极高,更适合在BN与C的界面快速传递热量。