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磁取向实现氮化硼纳米片/环氧树脂复合薄膜的高面外导热性

信息来源：本站 | 发布日期： 2022-04-01 08:49:40 | 浏览量：1234270

摘要：

/ 成果简介 /氮化硼纳米片（boron nitride nanosheets，BNNSs），面内和面外方向分别具有~600WM-1K-1和~30WM-1K-1的高度各向异性导热系数，是制备具有各向异性性能的氮化硼/聚合物复合材料的优异导热填料。然而，制备具有高面外热导率的氮化硼纳米片（BNNS）/聚合物复合薄…

/ 成果简介 /

氮化硼纳米片（boron nitride nanosheets，BNNSs），面内和面外方向分别具有~600WM-1K-1和~30WM-1K-1的高度各向异性导热系数，是制备具有各向异性性能的氮化硼/聚合物复合材料的优异导热填料。然而，制备具有高面外热导率的氮化硼纳米片（BNNS）/聚合物复合薄膜仍然是一个挑战。

^科学院化学研究所等研究人员通过磁取向的方法制备了具有高面外热导率的BNNS/环氧树脂（EP）复合薄膜。首先，通过原位共沉淀法负载Fe3O4纳米颗粒法制备了大尺寸的磁响应BNNSs（m-BNNSs）。接着，通过控制磁场的强度和方向，得到取向的m-BNNS/EP复合材料。研究结果表明，BNNSs在面外方向上具有良好的取向，当BNNS负载量为30.0-wt%时，复合膜材料的热导率高达14.55 WM-1K-1，是无取向薄膜的4.5倍，是纯EP的70倍。这种策略亦可推广用于制备以其他二维材料/聚合物复合薄膜。相关研究成果以“Achieving high out-of-planethermal conductivity for boron nitride nano sheets/epoxy composite films bymagnetic orientation”为题发表于《Composites Part A》期刊。共同一作为何怡凡(中科院化学所博士生)和邝凤霞（广州卫生职业技术学院助理教师），通讯作者为中科院化学所郑鲲博士和马永梅研究员。

(a) 静置一周后的 BNNS 分散液；(b) BNNS 分散液的丁达尔效应；(c) 和 (d) BN 和 BNNS 的 SEM 图；(e) BNNS 的 TEM 图；(f) BNNS 的 AFM 图；(g) h-BN 和 BNNS 的 XRD 图；(h) h-BN 和 BNNS 的 FTIR 谱。

图3. (a) m-BN 的 SEM 图； (b) m-BNNSs 的 SEM 图；(c) 外部磁场对 m-BN 颗粒影响的照片；(d) 磁滞回线；(e) m-BN 的 XRD 图。

图4. (a) BN/EP 和 BNNS/EP 复合材料在不同含量下的热导率； (b) 面外取向的 m-BN/EP 复合材料在不同磁场强度下的热导率；（c）面外取向的m-BNNS/EP 复合材料在不同磁场强度下的热导率；(d) 面外取向BNNS/EP复合材料在不同磁场下的 XRD 图；(e) 和 (f) 对复合薄膜进行的 TDTR 测试示意图，热流方向平行于磁场方向； (g) m-BN 的可能空间分布；(h)–(k) m-BNNS/EP 复合材料在不同磁场强度下横截面的 SEM 图；(l)-(l3) 不同磁场强度下复合材料中填料的分布示意图。

转载请注明出处（磁取向实现氮化硼纳米片/环氧树脂复合薄膜的高面外导热性： http://www.np-materials.com/news/955.html )

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