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近來氮化硼材料作為電絕緣體的研究進展

2021-11-26 09:36:27

六方氮化硼也叫“白石墨”,但作為電緣體,他的抗氧化性比石墨還要高。在電子行業,延長產品壽命、提、減少熱損耗……近年來,對氮化硼緣材料的應用研究著實取得了一些令人鼓舞的成就。氮化硼


“白石墨”,六方氮化硼(hBN)


氮化硼復合材料


除了緣性,氮化硼的優點還包括強度高、重量輕、耐腐蝕性等。但它的化學性質如此穩定,表面缺乏分子結合位點,這影響了它和其他材料結合使用。

三氧化硼

一項,用處理氮化硼時引入正電荷,可以利用排斥作用幫助氮化硼分層,并在層間形成結合位點。這令氮化硼材料產生了與納米顆粒、分子、其他二維材料結合的新界面。該研究論文主要作者VikasBerry解釋,“分離的氮化硼片表面的正電荷可以使之具備更高化學活性。質子化——即氮原子上增加正電荷,支撐了氮化硼與其他材料的結合?!毕嚓P研究了氮化硼復合材料的,同時也拓寬了氮化硼緣體的應用范圍。


去雜提純


氮化硼納米管(BNNTs)不緣,導熱系數更是銅的10。然而,傳統制備方法卻很難達到較高的純度,產品純度往往在30%-70%范圍不等,這也使BNNTs不適用于要求嚴格的行業。


好在當前已有可去除99%以上雜質的新方法來提純氮化硼納米管,據相關研究顯示,提純過程中需要使用庚烷,在水的沸騰溫度以下進行。而這大大降低了過去的提純工況溫度,也不會破壞BNNT的結構。


氮化硼材料的結構設計


氮化硼作為緣材料的應用相對沒那么成熟完善,難免會出現各種問題,存在一些局限,但只要通過方法解決,就會帶來無限驚喜。比如,氮化硼薄膜用于散熱時,人們發現其在不同方向上的導熱系數相差很大。它在垂直于薄膜方向上幾乎不傳熱,而只是沿著薄膜水平擴散熱量。而科學家通過基于放電等離子燒結技術(SPS)將六方氮化硼粉末轉變為固體顆粒,從而使其在三維方向上具備相同的導熱和散熱能力,并且依舊保持電緣性能。


非晶氮化硼材料的性發現


熱穩定性、介電性能、化學穩定性和機械穩定性,除了這些,緣材料還要求可以屏蔽金屬遷移。上述這些要求被非晶態氮化硼薄膜滿足。研究人員在硅基片上制備出3納米厚度的氮化硼薄膜材料,在100千赫是,介電常數為創紀錄的1.78。這都被看做是氮化硼可以成為以往行業經驗的證明。


總結


隨著科學家們驗證了氮化硼的電緣性能,許多人意識到它還有其他適合高科技電子產品需求的特性。從實驗室過渡通常不是一個簡單的過程,但是氮化硼的給了科學家和工程師的理由去努力實現這一目標。

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