国内科研团队提出纳米球形六方氮化硼“低温高压”合成新策略

日前，华北理工大学团队领导开发的科研成果“压力诱导制备纳米球形氮化硼”发表在“金刚石材料”期刊上，这种高效新颖的粉体制备方法及其机理不仅有利于解决球形h-BN难以精准合成的痛点，并且在高端热界面材料、高导热绝缘陶瓷、电子封装及先进复合材料等领域具有广阔的应用前景。

六方氮化硼（h-BN）纳米材料凭借低密度、高热稳定性、优异耐腐蚀性及良好润滑性，在水处理、冶金、催化、电子封装等领域展现出巨大潜力。其中，球形h-BN因其独特的三维形貌、高比表面积及各向同性，在热管理材料中尤为亮眼——它可实现更高填充密度，在显著提升导热的同时保持电绝缘并降低热膨胀系数。此外，小尺寸球形粉体还具有高烧结活性，有望解决h-BN陶瓷致密化难的问题。

但是，精准合成高质量球形h-BN一直是个挑战。一方面，h-BN有类似石墨的片状晶型，优先沿横向生长，难以弯曲成球；另一方面，现有方法（如化学气相沉积、模板法、喷雾热解等）普遍存在设备昂贵、模板难除、原料有毒、产率低、粒径不均且粒径偏大等缺点。更重要的是，目前多数合成在常压下进行，而压力这一关键参数鲜少被用于调控h-BN球形形貌，通常工业上只是利用高压制备立方氮化硼。

本次科研团队开发的低温高压策略，系统考察了压力、保温时间、原料配比等参数的影响。科研人员发现，与常压产物相比，高压条件下合成的h-BN具有更规整的球形、更小的粒径、优异的均匀性和高球化度，即使在较低合成温度（900℃）下，所得h-BN仍具有高结晶度和良好热稳定性，突破了传统高温合成的局限，而且通过调节压力、时间和原料比例，能够实现对产物微观结构的精细控制。而对形成机制深入分析认为，高压环境之外，硼砂分解产生的偏硼酸钠或Na₂O也起到骨架效应，促进反应向h-BN生成方向进行。而这项研究为球形六方氮化硼的可控制备开辟了一条高效、低温、可调控的新路径，有望推动其从实验室走向工业化应用。