关于氮化硼合成的研究
氮化硼纳米片的剥离制备、改性及其应用
氮化硼纳米片具有高强度、高模量和高热稳定性等特点，可作为增强相应用于复 合材料中，显著提高复合材料的力学性能。
改善复合材料导电性能
通过在复合材料中引入氮化硼纳米片，可有效提高复合材料的导电性能，为制备 功能型复合材料提供新的途径。
在电子器件领域的应用
电子封装材料
氮化硼纳米片具有优良的绝缘性能和较低的热膨胀系数，可作为电子封装材料，提高电子器件的散热性能和可靠 性。
物理气相沉积法
利用物理方法在氮化硼纳 米片表面形成一层保护膜 ，提高其稳定性和抗氧化 性能。
结构与功能改性的结合
结构设计
通过调整氮化硼纳米片的层数、尺寸和形貌 ，实现对其物理、化学性质的调控。
功能材料复合
将氮化硼纳米片与其他功能材料进行复合， 实现其性能的优化和拓展。
新材料的探索与应用
新材料探索
制备效率的提高
实现规模化制备
通过改进剥离技术和优化制备工艺，实现氮化硼纳米片的规模化制备，满足大规模应用 的需求。
自动化与智能化
利用先进的自动化和智能化技术，实现氮化硼纳米片的连续、稳定制备，提高生产效率 。
环保性的增强
减少废弃物产生
优化剥离和制备过程，降低废弃物的产 生，实现绿色生产。
VS
环保型溶剂选择
氮化硼纳米片的剥离制备、 改性及其应用
汇报人： 2024-01-07
目录
• 氮化硼纳米片的剥离制备 • 氮化硼纳米片的改性 • 氮化硼纳米片的应用 • 氮化硼纳米片的剥离制备技术
展望 • 氮化硼纳米片的改性技术展望 • 氮化硼纳米片的应用前景展望
01
氮化硼纳米片的剥离制备
制备方法
机械剥离法
通过机械力将氮化硼块体材料逐层剥离，得到单层或多层 的氮化硼纳米片。该方法操作简单，但产量较低。
氮化硼的制备及其性能表征
１ 实验 １．１ 原 料 与仪器
三 氯化 硼 ：纯 度 ９９．９％ ，广 州 瑞 合 科 技 有 限 公 司产 ；二 甲苯 ：纯 度 ９９％ ，天津 市 天 力 化学 试 剂
有 限公 司 产 ；氮 气 ：纯 度 ９９．９９％ ，宝 鸡 宝 光 集 团 产 ；氯化铵 、异 丙胺 ：分析 纯 ，国药集 团化 学试 剂有 限公 司产 ；Ｎ，Ｎ－二 甲基 甲酰 胺 （ＤＭＦ）：分 析 纯 ， 天 津 市 天 力 化 学 试 剂 有 限公 司 产 ；二 甲基 亚 砜 （ＤＭＳＯ）：分 析 纯 ，天 津 市 富 宇 精 细 化 工 有 限 公 司产 。
高性 能 无机纤 维 已成 为现 代材料 科 学研究 的 重 要领 域 之 一 。氮 化 硼 （ＢＮ）纤 维 兼 具 了 ＢＮ 材 料和纤 维 材料 所 具 有 的多 种优 良性 能 。ＢＮ纤 维 具有 强度 高 、密度低 、耐腐 蚀 、透 波性 强等特 点 ， 在 核工 业 、电子 及 复 合材 料 等 方 面 具 有很 好 的应 用前景 Ｊ。以 ＢＮ纤维为增强剂的陶瓷基复合材 料 在航 空航 天 的天线 罩等 关键 部位 显示 出优 异 的 透波 承载性 能 ，因 而 ＢＮ纤 维 的 研 究 成 为 新 型 陶 瓷纤维 领域 的热 点 之 一 ＿３Ｉ４ Ｊ。ＢＮ各 原 子 之 间 的 连接键 为共 价键 ，具 有较 高 的原子 结合 强度 ，因此 ＢＮ还具有 耐 高温 、抗 热 冲击 的 优 良特性 ，并 且 其 强度 和硬 度在 高温 下下 降很 少 。
片状立方氮化硼合成及其导电特性研究
片状立方氮化硼合成及其导电特性研究
张铁臣
【期刊名称】《高压物理学报》
【年(卷),期】1998(12)3
【摘要】通过控制高压腔内的温度，压力梯度合成了粒径３００～５００μｍ的片状立方氮化硼（ｃＢＮ）单晶体，通过在原料中掺杂及对合成晶体的真空高温扩莠掺杂，获得了具有半导体电性的立方氮化硼材料并测试了其Ｖ－Ａ特性。
【总页数】1页(P168)
【作者】张铁臣
【作者单位】吉林大学超硬材料国家重点实验室;吉林大学超硬材料国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN304.23
【相关文献】
1.河北工业大学在立方氮化硼合成研究方面取得突破性进展 [J],
2.立方氮化硼合成研究取得突破性进展 [J], 唐成春;刘东升;
3.高纯片状立方氮化硼的合成及其振动光谱 [J], 王明光
4.六方氮化硼直接转化合成多晶立方氮化硼的研究 [J], 王永凯;位星;王大鹏;魏朝阳;刘红伟;鲁翠莲;张相法
5.镁基触媒合成立方氮化硼的研究 [J], 李启泉;孙湘东;刘书锋;张旺玺;崔卫民
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纳米氮化硼增强金属基复合材料的研究进展
第14卷 第9期 精 密 成 形 工 程收稿日期：2022–05–11基金项目：国家自然科学基金（52105259）；中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室开放课题（2020K06）；江苏大学优秀青年人才基金（19JDG021，18JDG030）；江苏省研究生科研与实践创新计划（KYCX21_3328）；江苏省高校自然科学基金（19KJB460012）；江苏省博士后基金（2021K389C ） 作者简介：刘振强（1996—），男，博士生，主要研究方向为金属基复合材料。
刘振强，王匀，李瑞涛，何培瑜，刘宏，刘为力（江苏大学 机械工程学院，江苏 镇江 212013）摘要：在金属中添加陶瓷增强相是调控和改善金属材料结构和性能的重要途径。
传统硬质陶瓷增强相难以满足金属材料日益严苛的应用需求。
以氮化硼纳米片（boron nitride nanosheet ，BNNS ）和氮化硼纳米管（boron nitride nanotube ，BNNT ）为代表的纳米氮化硼具有极大的比表面积和优异的力学性能、热稳定性、化学稳定性等，是制备性能优异的金属基复合材料的理想增强相。
系统总结了纳米氮化硼的种类和特征，综述了纳米氮化硼增强金属基复合材料的制备方法，归纳了纳米氮化硼增强Cu 、Al 、Ti 复合材料的研究成果，总结了纳米氮化硼/金属复合材料的力学和摩擦学性能，并揭示了复合材料性能改善的机理。
最后，展望了纳米氮化硼/金属复合材料的发展趋势。
关键词：纳米氮化硼；金属基复合材料；力学性能；摩擦学性能DOI ：10.3969/j.issn.1674-6457.2022.09.017中图分类号：TB331 文献标识码：A 文章编号：1674-6457(2022)09-0119-12Research Progress of Nano-boron Nitride Reinforced Metal Matrix CompositesLIU Zhen-qiang , WANG Yun , LI Rui-tao , HE Pei-yu , LIU Hong , LIU Wei-li(School of Mechanical Engineering, Jiangsu University, Jiangsu Zhenjiang 212013, China)ABSTRACT: The introduction of ceramic fillers into metal is an effective way to optimize the microstructure and enhance the properties of metal. Traditional hard ceramic reinforcements are difficult to meet the rising application requirements of metal materials. Nano-boron nitrides such as boron nitride nanosheet (BNNS) and boron nitride nanotube (BNNT) are ideal fillers for high-performance MMCs due to the large specific surface areas and excellent mechanical, chemical and thermal properties. The types and performance of nano-boron nitrides were systematically reviewed. The preparation method of nano-boron nitride re-inforced metal matrix composites was introduced. The research works that led to the advances in nano-boron nitride reinforced Cu, Al, and Ti matrix composites were summarized. The mechanical and wear properties of nano-boron nitride/metal composites were concluded, and the mechanisms improving performance of composites were also revealed. Finally, the promising outlook of nano-boron nitride/metal composites is prospected.KEY WORDS: nano-boron nitride; metal matrix composite; mechanical properties; wear properties航空航天、深海舰船、汽车交通、核电、化工、能源等领域的迅猛发展使金属基复合材料的服役条件日趋复杂和苛刻。
立方氮化硼的合成
• 式中：G. I—类石墨结构的BN样品的结晶 化程度—三维有序程度。S—X射线衍射图 上各个特征反射峰(100)、(101)、(102)的 面积。
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• 图14-9为以硼砂和尿素为原料等离子技术 制备BN的X射线衍射图；表14-3中晶粒度 Lc表示六方平面层沿c轴方向的堆积厚度。
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六方氮化硼对合成的影响
如果触媒为可溶性触媒，如硼氮化物、氮化物，则提 纯工艺有所不同。
首先将试料粉碎，然后将粉碎的试料放入热水中浸泡， 并不时搅动。这样对使用上述触媒时，可将试料化开。由 于立方氮化硼比重较六方氮化硼大，立方氮化硼会在溶液 中沉淀，留在容器的最下部。当沉淀一定时间后，可将上 部不含立方氮化硼的溶液倒掉。将剩余的料加水煮沸，重 复上述过程，这样可以去掉大部分六方氮化硼粉。
• 混料设备，混料设备的作用是将六方氮化硼和其 他原料充分混合均匀。
• 压料设备，压料设备的目的是将粉体形状的原材 料压制成生产上所需要尺寸的棒料，同时保障棒 料的密度，以利于传压。
• 后处理设备，后处理设备是将立方氮化硼从合成 后的棒料提纯出来。
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• 主要原材料：六方氮化硼和触媒
氮硼化合物
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六方氮化硼
碱处理与酸处形。整形后要进行 筛分、选形等处理，从而得到不同型号的 立方氮化硼晶体。
• 同学们，本堂课讲到这里，下课！
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如果触媒为金属或合金，则应先除金属、然后再除六方氮化硼等杂质。去 除金属镁:盐酸与料比为1:1，煮沸半小时，金属Mg溶解
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去除六方利用比重不同，采用选矿的方法。 碱处理HBN和叶蜡石：低温熔融态的K、Na等金属的氢 氧化物可以溶解HBN，而对CBN没有影响。
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为防止温度高时腐蚀CBN，可用混合碱以降低熔点。 NaOH:KOH =1:2质量比混合碱，它们各自的熔点分别为 360℃和320℃，混合后熔点300℃，碱处理后用水洗去溶 解物，并酸洗至中性，即得CBN。
六方氮化硼结构
六方氮化硼结构
六方氮化硼结构是由六面体氮化硼配体和六个金属半原子组成的复杂的结构。
这种复杂的结构具有独特的功能，例如八价配位和半导体性质。
六方氮化硼结构的研究是一个比较新的学科，目前正在发展非常快。
六方氮化硼结构特别适合用于电化学及有机光电功能材料中，因为氮化硼配位
能够引入有效的电荷，从而影响到材料能带结构，改变它们特定的功能性能。
此外，氮化硼结构主合成过程还可以调节金属(半)原子在催化剂表面的活性，调节它们在原料组合与功能性结果间的关系，从而影响材料的最终性能。
六方氮化硼结构也具有优越的光物理性质，使它特别适合作为介质，从而可以
改变材料的电子传输和光学性质，从而真正发挥其功能性能。
此外，它也可以应用于荧光探针分子的设计和合成，以便实现特定的重要的生物荧光标记材料，增加bioelectrical 和 photochemical processes 的应用范围。
六方氮化硼结构具有承载大量界面信息的能力，可以作为新型架构用于光电子
器件中，例如可见光响应机制，电子传输机制，离子传输机制等。
这些机制不仅可以改变材料的机械性质，而且可以影响材料的光电子性质，从而改善材料的功能性能。
六方氮化硼结构是一种新型的结构，具有许多独特的性能，可以应用于诸多方面。
通过对其结构，形态和特性的不断研究，可以扩大它在众多领域的应用范围，从而为社会发展作出贡献。
氮化硼-
低的热膨胀系数及高导热率，使六方氮化硼的抗热冲击性能相当优良。
2 六方氮化硼
六方氮化硼的性能
②机械性能。摩擦系数低至0.16，高温下不增大，比二
硫化钼、石墨耐温高，氧化气氛可用到900℃，真空下可用 到2000℃。常温下润滑性能较差，故常与氟化石墨、石墨 与二硫化钼混合用作高温润滑剂。 六方氮化硼是一种软性材料，莫氏硬度仅为2。由于BN晶 体的类石墨层状结构，由片状晶体热压成型的致密HBN瓷体 具有一定程度的定向排列，这种微观组织使HBN制品的某些 性能具有较明显的各向异性特性。热压HBN的机械性能在平 行于受压方向的强度比垂直于受压方向的强度大。 另一特点是机械加工性好，可以车、铣、刨、钻、磨、切 ，并且加工精度高，所以可用一般机械加工方法加工成精度 很高的零部件制品。
多的分解温度可达 3 000 ℃的化合物之一，hBN 纤维被用作防热透波部件的陶瓷基复合材料的增强剂， 可制造耐烧蚀、介电性能和抗震性能优良的超高温防热功能 材料。h-BN 纤维的拉伸强度和弹性模量决定了其使用性能 。 （1）化学转化法该方法是以硼酸为原料先制备出 B2O3 凝胶纤维，然后将其在 NH3(低温氮化)及 N2(高温氮化)气氛 下高温转化为 h-BN 纤维。 （2）硼–氮有机先驱体法。首先将分别含硼和氮的有机化 合物经化学反应合成可用于制备h-BN 的高聚物先驱体，再 将其纺丝制成纤维，先驱体纤维经高温氮化转化为 h-BN 纤 维。
2 六方氮化硼
石墨结构与六方 氮化硼结构
2 六方氮化硼
六方氮化硼的性能
六方氮化硼（h-BN）具有优良的电绝缘性、极好的化学稳 定性以及优良的介电性能。
①热性能。无明显熔点，在0.1MPA氮气中3000℃升华，
在惰性气体中熔点3000℃，在中性还原气氛中，耐热到 2000℃，在氮气和氩中使用温度可达2800℃，在氧气气氛中 稳定性较差，使用温度1000℃以下。 六方氮化硼是陶瓷材料中导热最大的材料之一，导热率为 石英的十倍，在垂直于 c 轴方向上有较高的热导率 60W/(m· K)；低的热膨胀系数，相当于石英，是陶瓷中最小 的，在c轴方向上的热膨胀系数为41x10^-6/C ，而在d轴方 向上为2.3x10^-6/C，所以抗热震性能很好。
连续合成六方氮化硼的新工艺
有 立方 和 六 方 ２种 结 构 形 式 。 前 者 因 其 硬 度 高 （ 接近 金 刚石 ） 作为 磨料 ： 者 属六 方 晶 系 ， 可 后 晶格 常数 ａ ．Ｏ０Ａ， ＝６ ６ １ 色 白 ， 有 类 似 ＝２５４ ｃ ．６２Ａ， 具 石 墨的 结构 ， 固有 “ 白石 墨 ” 称 。Ｂ 之 Ｎ具有 很 多 其
１ｈ形 成 Ｂ 。 ０ Ｎ
（）Ｂ０ ＋ Ｎ ３ Ｂ ６ Ｈ ２２ ２３ ４ Ｈ叫 Ｎ＋ Ｈ Ｏ
用通 Ｎ ３ 办法 提 供 了 活 泼 的 氮基 ， 补 了 Ｈ 的 弥 常 规 中温 化 学反 应 速 度 低 的弱 点 。
’
氮化在石墨舟 内进 行反应 ， 往合成炉 内进 舟 及 出舟 是按 氮 化 反 应 温 度 要 求 连 续 进 行 的 ， 同 如 隧道 窑 作业 制 度 一 样 ， 我们 称 之 为连 续 合 成 法 。
应， 而制得 Ｂ ， Ｎ 制备方法虽然较多 ， 但理想的方法
９ ％， ９ 氯化铵含 有少量游离水分 ， 易粘结成块 ， 容 不易分散（ 吸潮性强） 。因此在粉磨前需烘干去游 离水 ， 存于干燥处。 ２ １３ 粉磨 、 ．． 配料 、 合 混 用刚玉球球磨将原料进行粉磨 、 配料、 经配合 的物料在瓷筒中混合（ 检查均匀性 ， 在不同的位置 ２ 点取样分析 Ｃ 的含 量， ｌ 在同一时间 内 ２点样 品
高， 度达到 ９ ％ 以上 ， 纯 ７ 结晶程度 完整的六 方氮 化硼。其合成工艺的特点是用刚玉炉管代替 了国 内现行 的不锈钢炉管 ， 降低了生产成本 ， 生产效率 大大提高 ， 使氨 氮法制备 Ｂ Ｎ的生产方 法向前推 进 了一步 ， 提高到一个新的水准。
作者 简介 ： 胡婉莹０９ ４ ， ， ６ ～） 女 大学 ． 主要从 事无机材料Ｎ计纯 度 （ ） ％
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合成化学报告 课题：氮化硼的制备方法研究 班级：应化0802班 姓名：杨晓娜 学号：1505080922 一.氮化硼的性能、用途 氮化硼，俗称又称“白色石墨”是白色、难溶、耐高温的物质，具有润滑，易吸潮性，由氮原子和硼原子构成的晶体，该晶体结构分为六方氮化硼（hBN）、密排六方氮化硼（wBN）和立方氮化硼(cBN)。氮化硼可着润滑剂、电解、电阻材料、添加剂和高温的绝缘材料；也可用着航天航空中的热屏蔽材料、原子反应堆的结构材料、飞机、火箭发动机的喷口；电容器薄膜镀铝、显像管及显示器镀铝等；各种保鲜镀铝包装袋等。 （一）六方氮化硼的用途 六方氮化硼是一种耐高温、耐腐蚀、高导热率、高绝缘性以及润滑性能优良的材料，被广泛地应用于石油、化工、机械、电子、电力、纺织、核工业、航天等部门。 1．利用六方氮化硼优良的化学稳定性，可用作熔炼蒸发金属的坩埚、舟皿、液态金属输送管、火箭喷口、大功率器件底座、熔化金属的管道、泵零件、铸钢的模具等。 2．利用六方氮化硼的耐热耐蚀性，可以制造高温构件、火箭燃烧室内衬、宇宙飞船的热屏蔽、磁流件发电机的耐蚀件等。 3．利用六方氮化硼的绝缘性，广泛应用于高压高频电及等离子弧的绝缘体以及各种加热器的绝缘子，加热管套管和高温、高频、高压绝缘散热部件，高频应用电炉的材料。 4．利用六方氮化硼的润滑性，氮化硼作为润滑剂使用时，它可以分散在耐热润滑脂、水或溶剂中；喷涂在摩擦表面上，待溶剂挥发而形成干模；填充在树脂、陶瓷、金属表面层作为耐高温自润滑复合材料。氮化硼悬浮油呈白色或黄色，因而在纺织机械上不污染纤维制品，可大量用在合成纤维纺织机械润滑上。 5．六方氮化硼还可用作各种材料的添加剂。由氮化硼加工制成的氮化硼纤维，为中模数高功能纤维，是一种无机合成工程材料，可广泛用于化学工业、纺织工业、宇航技术和其他尖端工业部门。 （二）立方氮化硼的用途 立方氮化硼更是一种集多种优异功能于一身的多种功能材料，它的硬度仅次于金刚石，但稳定性高于金刚石。立方氮化硼具有高稳定性、高热导率、高硬度 以及宽带隙等一系列优异的性能，使得它在高温大功率半导体器件研制、短波长和紫外光电子器件制备、热沉材料、切削和磨削材料、耐高温耐磨防护涂层、高通透高稳定性窗口研制等方面具有广阔的应用前景。 考虑到立方氮化硼具有广泛的应用前景，而现有的制备方法又存在着难于克服的固有缺点，本文对氮化硼材料的新制备方法方面进行了总结、比较。
二．氮化硼的不同制备方法及比较 （一）六方氮化硼的不同制备方法及比较 1.hBN粉末制备方法 （1）硼砂一尿素(氯化铵)法 硼砂一尿素(氯化铵)法是将无水硼砂和尿素(氯化铵)混合后在氨气流中加热反应而制得氮化硼粉。其反应方程式为： 2472222
NaB02NH42COBNNaOCO
247432NaB02NHCl2NH427BNNaClHO 将氯化铵、硼砂装入混拼机充分混合后，再将混合后的原料压成5 cm的圆饼，然后整齐装进石墨长管中，两端密封好后，接上通氨管。再将石墨管插入九孔硅碳棒炉中。将炉温升到300～600℃，保温2 h，再把炉温升至900℃，保温4 h停炉降温。在焙烧过程中一定要保持氨气畅通。当炉温降到500 ℃以下后，可从炉中拔出石墨管，这样可加速物料冷却，取出反应后的物料放入水洗釜中水洗。可将副产物主要由氯化钠、未反应的硼砂及三氧化二硼，利用氮化硼不溶于水的性质和副产物溶于水的性质，水洗即可除去副产品，可获得粉状的六方氮化硼。[1] 此方法可实现连续生产，提高了生产效率，但在反应过程中经常出现玻璃相使产量明显降低，且后处理困难，故需进一步研究其反应机理并改进合成工艺。硼砂一尿素(氯化铵)法是制备h-BN粉的传统方法，生产成本较低，投资少，工艺简单，适合工业生产，但是在反应过程中原料的反应不完全或生成含C的副产物会导致h-BN含量不高，合成得到的氮化硼的纯度不高，粒度均匀性差。 （2）水(溶剂)热合成法 水(溶剂)热合成法(简称水热法)是在高压釜里，采用水(或有机溶剂)作为反应介质，通过对高压釜加热，创造一个高温、高压反应环境，使得通常难溶或不溶的物质溶解并反应生成新的晶体。 首先将金属锂(分析纯)在300 ℃高纯氮气条件下氮化2 h，制备得到Li，N研磨成粉后备用。将0．03mol BBr (分析纯)溶于经过除氧除水的苯中，搅拌10 min取0．06 moL Li N加入到上述溶液中，经超声分散得到均匀的悬浮液后装入100 mL反应釜，添加苯使填充率为70％ ，用高纯氮气将釜内空气排除后封釜。将反应釜放人烘箱加热到220℃保温，保温一定时间后将反应釜取出并自然冷却至室温，将反应后的悬浮液离心得到沉淀，接着将沉淀用去离子水洗涤3次，乙醇洗涤2次，以除去反应生成的LiBr和未反应的原料，将最终得到的产物在70℃条件下烘干。BN的生成反应为：
333BBrLiNBNLiBr 同样，采用33HBO、白磷和3NaN为原料，通过水热法在300℃下可以合成hBN纳米微粉。[2] 水热法的工艺条件相对容易控制，产物粒度可达到纳米级，均匀性和球形度良好，但产率普遍偏低。以水为溶剂比较环保，但需要较高的温度，而有机溶剂可将反应温度显著降低，但是有机溶剂和所用原料不稳定且有毒，会对环境造成污染。因此选用合适的溶剂、原料和添加剂来降低反应温度(240℃ 以下可实现大规模生产)并提高产率将是以后研究的重点。 （3）镁热还原法 以23BO／4NHCl／Mg／23FeO，为反应体系，元素摩尔比n(B)： (N)： (Mg)：n(Fe)=1：(1．5～5．0)：(1．0～2．0)：(0．1—1．0)．按照预先设计好的反应配比称量相应的反应物，充分混合后加人不锈钢反应釜．将反应釜放人常压氮气保护的井式炉中加热，在700～850℃下反应15～30 min，自然冷却．反应产物先用0．5～7 mol／L盐酸或硝酸浸泡，并搅拌30 min以溶解催化剂等杂质，然后抽滤，水洗，除去氯化镁等水溶性副产物和杂质，滤饼经80℃干燥8 h，得到灰白色氮化硼粉末。[3] 反应方程如下：
234222BO(s)+2NHC1(s)+Mg(1)2BN(s)+MgC1(1)+3HO(1)+H(g) 采用镁热还原法可在常压和较低温度下制备hBN，能耗低，设备简单。 （4）化学气相沉积法(CVD) CVD法制备h—BN粉一般采用热壁式反应器，将含B、N的气态原料通过载气导入到一个反应室内，在高温下气态原料之间发生化学反应生成BN粉，其中硼源普遍采用3BF、3BBr，26BH等含硼的化合物，氮源一般是3NH或2N。[4] 例如以硼酸乙脂和氨气为原料，采用化学气相沉积(CVD)法在1000℃下沉积制备hBN纳米微球。[5] CVD法制备的h-BN粉末纯度和球形度都较高，但在制备过程中需要对多种因素进行精确控制。 2 .hBN薄膜制备方法 （1）物理气相沉积法(PVD) PVD法是在高真空环境下，将高纯h-BN蒸发，同时辅以氮气或氩气离子轰击衬底表面而在衬底表面沉积出h BN薄膜，目前主要包括有蒸发法和溅射法。[4] W PfIeging等用脉冲激光PVD法，以热压烧结的h-BN为靶材，在氮气气氛条件下沉积出了h-BN薄膜。[6] PVD法制备h-BN薄膜的特点是薄膜结构均匀单一、纯度高，但是都需要特殊设备，设备复杂、反应原料为气体，成本高、生长速率低、操作复杂、根难精确控制。 （2）化学气相沉积法（CVD） 相对于hBN粉而言，CVD法被更广泛地应用于hBN薄膜的制备。不过与合成h—BN粉不同的是，CVD法制备h-BN薄膜一般采用冷壁式反应器，即只加热衬底，使气态原料在衬底表面相互反应并沉积在衬底表面。普通CVD法常 用3BCl或26BH作为硼源。以3BCl作为硼源可以获得较高的沉积速率，但沉积温度较高(1 200—2 000 ℃)，在低温下得到的是无定形BN。而使用26BH作为硼源虽然沉积速率不如前者，但可明显降低沉积温度，最低可降至600℃[7] J．L．Huang等用3BCl和3NH为原料在827℃条件下沉积制备出的无定形BN薄膜，需在1 750—1 850℃高温条件下处理1．5 h才能转化成hBN。[8] 由于3BCl毒性比较大，反应产物HCI对沉积系统有很大的腐蚀性，一些同时含硼和氮的化合物逐渐受到重视。选用合适的单源先驱体不仅可以降低沉积温度，而且可以精确控制B、N原子化学计量比，有利于制备高质量的h-BN薄膜。普通CVD技术沉积BN薄膜通常需要较高的沉积温度，近几年来，国内外用CVD法制各h—BN薄膜时大多采用利用一些辅助技术来降低沉积温度，如等离子体增强CVD(PECVD)、激光CVD(LCVD)、热丝CVD(HFCVD)~金属氧化物CVD(MOCVD) 等技术相继被应用于h-BN薄膜的制备。 与其它方法相比，CVD法制备出的h—BN薄膜具有更高的纯度和更优的热、电性能，且制备过程原理简单，但是实际工艺许多因素，如炉内压力、沉积温度、气体的流速、外部辅助能量的调节等都需要精确控制。另外，尽管有许多新的CVD 技术的应用降低了沉积温度，但是沉积速率依然不够理想，一般只有几pm／h到几十um/h，而且薄膜与衬底的结合力不强和薄膜的内应力过大限制了产品的厚度。因此，研究实际气相沉积过程中的热力学和动力学，选取合适的反应物和调整合适的沉积条件将是提高hBN 薄膜沉积速率和质量的关键。 （3）溶液---凝胶法(sol—gel法) sol—gel法是制备氧化物超细粉和涂层的常规方法，在制备非氧化物陶瓷粉末和薄膜方面应用不多。R．T．Paine等用sol-gel法，先制备出含硼嗪环的化合物溶胶，然后硼嗪化合物单体经聚合形成凝胶，最后在1 200℃惰性气体保护下热解生成h-BN薄膜。[9]该法可在各种形状的氧化物、非氧化物或玻璃表面生成h-BN薄膜。 Sol- gel法制得的h-BN薄膜高温稳定性好，产率高，但制备周期较长， 薄膜致密性不高，产物中常会有碳或其它元素污染。