h-BN的8大应用：陶瓷/导热/润滑/储氢/防腐/催化/吸附/药物载体

信息来源：本站 | 发布日期： 2023-11-21 08:26:46 | 浏览量：1010470

摘要：

六方氮化硼(h-BN)也被称为“白色石墨烯”，是一种具有类石墨烯结构的层状晶体。h-BN具有良好的热性能和电性能、优良的耐高温和耐腐蚀性能、良好的力学性能和化学性能，在高温状态下又是优良的绝缘体，并且机械加工性能好，具有很大的发展潜力，在导热、冶金、润滑、绝缘、…

六方氮化硼(h-BN)也被称为“白色石墨烯”，是一种具有类石墨烯结构的层状晶体。h-BN具有良好的热性能和电性能、优良的耐高温和耐腐蚀性能、良好的力学性能和化学性能，在高温状态下又是优良的绝缘体，并且机械加工性能好，具有很大的发展潜力，在导热、冶金、润滑、绝缘、储氢、电子工业、高温抗氧化涂层、航空航天等领域有重要应用。

导热填充材料

h-BN还具有超高的热导率，其中六方氮化硼纳米片(BNNS)的理论计算热导率高达1700～2000W·m^-1·K^-1。更重要的是，h-BN具有优良的绝缘性能，其禁带宽度为5.2eV、击穿强度高达35kV/mm，这使得h-BN可在对绝缘和散热均有要求的工况下使用，这一点是石墨烯无法比拟的。正是因为拥有上述优异的性质，h-BN是一种^应用价值和前景的导热填料。

尤其是随着科技的发展电子产品小型化、集成化程度越来越高，性能的提高难免导致散热方面产生问题，会影响产品的工作效率以及使用寿命，从而制约了微电子集成技术的发展。h-BN具有高绝缘性和高热导率是一种具有极大潜力的导热填料，近年来，研究学者们通过共混、表面修饰、杂化效应及3D结构构筑等方法来进一步提高h-BN基导热复合材料的热导率，使它能够更好的被应用在电子元器件上。

润滑添加剂

h-BN硬度适中，比常用的固体润滑剂二硫化铝和石墨要高，但比金刚石低，承载能力也较好，h-BN球形纳米颗粒抗磨性好，使用寿命长，且具有一定的化学惰性和稳定性，其作为润滑油添加剂具有一系列的优异特征。由于具有高温稳定性及很低的摩擦系数，h-BN材料作为高温固体润滑剂与普通润滑剂相比具备更好的耐高温特性与抗负荷能力，即使在腐蚀条件下依然稳定性较高。

另外，h-BN作为一种无毒白色材料，对环境也^，有可能成为一种绿色润滑添加剂。

陶瓷材料

h-BN陶瓷材料因其极高的热导率、极低的热膨胀系数及良好的电绝缘性能，且与大多数金属不浸润等，在作为特种陶瓷材料方面具有难以忽视的优势。h-BN纤维则兼具纤维材料和h-BN陶瓷材料二者的优异性能，可用于陶瓷及复合材料的增强剂。

催化剂载体

传统的氧化铝、氧化硅、分子筛等含氧催化剂载体具有很大的催化性，但在高温条件下不稳定且热传导率很低。活性炭具有极高的比表面，并有较好的热稳定性、耐酸碱性及性质易调等特点，在工业上用途极广，常被用作催化剂载体。但在有氧环境下活性炭极不稳定，其机械强度也很低。与活性炭相比，h-BN材料在化学性能、热稳定性及热传导能力等方面均具有较大优势，若成功将其作为催化剂载体，可克服很多传统催化剂的缺点。因此，很多学者将注意力转向了性能优异的h-BN的制备及其作为催化剂载体的应用研究。

储氢

氢气是目前最清洁的能源，在解决大气污染问题方面有很好的发展前景，而安全有效地使用和储存氢气是研究者当前最急需解决的问题。由于h-BN纳米管及空心球h-BN存在吸附氢原子的空洞，因此可考虑作为良好的储氢材料。

药物载体材料

吸附材料

多孔h-BN具有独特的结构与性能，由于有较高的比表面积，所以对碳氢化合物、重金属离子、油类等有机溶剂具有较强的吸附作用，在油水分离和污水净化等保护环境节约资源的方面具有极大的研究价值。

防腐涂料

随着h-BN相关研究的不断深入，其在金属腐蚀防护领域中的应用也越来越广泛。h-BN在金属腐蚀防护领域中的应用主要包括：金属表面前处理、纯h-BN沉积涂层、h-BN改性有机防腐涂料。以环氧树脂为代表的防腐涂料在金属腐蚀防护中扮演着重要角色，但仍存在一定的改进空间。通过引入无机纳米粉体可改善涂层的阻隔性能，增强涂层的致密性，延长腐蚀性介质的扩散路径和增加涂层的使用寿命，是当前防腐涂料研究的重要方向之一。利用h-BN的层状结构、高化学稳定性、强绝缘性等优异特性，能够显著提升防腐涂层的性能。

h-BN的众多优良特点使其在固体润滑、复合陶瓷、航空航天等领域的应用倍受青睐，随研究的深入和制备方法的不断成熟，相信h-BN潜在的优异性质和应用前景还会持续被发掘，h-BN有潜力被广泛应用于各材料学领域及其它相关领域。

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