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邹(zou)小姐：13326633089 -
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随着电子(zi)科技的飞速发展(zhan)，如(ru)今尺寸更(geng)小、温度更(geng)高以及速度更(geng)快的电子器件需要比以往更(geng)强的散热能力。否则，高(gao)温会(hui)对电子元(yuan)器(qi)件的(de)稳定性(xing)、可(ke)靠性(xing)和(he)寿(shou)命产生有(you)害的(de)影(ying)响。因此，厂商往(wang)往(wang)会(hui)在电子产品的(de)散热(re)(re)源与散热(re)(re)器(qi)之间加(jia)入以(yi)聚(ju)合物为(wei)机体、以(yi)导(dao)热(re)(re)粉为(wei)填料的(de)高(gao)分(fen)子复合材料，帮(bang)助形(xing)成(cheng)良好(hao)的(de)导(dao)热(re)(re)通道。但为(wei)了防止(zhi)器(qi)件工作时出现短路(lu)问题(ti)，这些导(dao)热(re)(re)填料必须具备电绝缘性(xing)。
既导(dao)热又绝缘的氮化硼粉体，在电(dian)子领域中(zhong)备受(shou)青睐(lai)
可用于电子元(yuan)器件的(de)导热填料中，具(ju)有优(you)异的热导率(lv)、高电绝缘性和低(di)的热(re)膨胀(zhang)系数的六方氮化硼(peng)(h-BN)是不得不提的佼佼者(zhe)。虽然它(ta)的导热系数(shu)虽低(di)于氮(dan)化(hua)铝，但由于不会(hui)水解，以及密度只有(you)2.2g/cm3（在(zai)浆料中不易沉(chen)降(jiang)），因此各方面性能更为均衡。
尽管有人认为h-BN导热性因片(pian)状结(jie)构而具有各向(xiang)异性(xing)（即(ji)BN层内平面热导率非常高，但在垂直BN层的方向上热导率很低，不能有效地传导热量）会阻止其在该领(ling)域的应用(yong)，但只要使用的方法合(he)适(shi)，就(jiu)能完美(mei)回(hui)避该问题——依据(ju)Nielsen的曲线预测，球形的无机粒子与高分子的导热系数比(kp/km)大于100时，球形的无机粒子对复合材料的导热提升有限。此时若添加高长径比的片状氮化硼，反(fan)而可(ke)以形成(cheng)更(geng)完整的导热网络，有(you)助于发挥幅射散热效果，获取(qu)更高的导热值(zhi)。
另外(wai)，h-BN绝(jue)缘电压为(wei)30~40kv/mm，即使在1000°C的空气下使用仍可以保有很高的绝缘特性。而(er)且它的耐(nai)击穿电压为3 kv/mm（是氧化铝两倍），故也能用(yong)来搭(da)配氧化(hua)铝、氮化(hua)铝或氮化(hua)硅等添(tian)加在树脂中(zhong)增(zeng)强绝缘性能。
总而言(yan)之，h-BN作为各种树脂系统的散热填料使用时，在要求良好散热性、低介(jie)电损耗(hao)和低热膨胀(zhang)的应用中确实无可比拟(ni)。
氮化硼应用前的(de)“改造”
H-BN百(bai)般好(hao)，但坏(huai)就坏(huai)在它化(hua)学性质太稳(wen)定，表面缺乏活(huo)性基团，和(he)常用的导热用高分(fen)子树脂(zhi)，如环氧树脂/PI/Phenolics/硅胶等的“相处”并不融洽，缺乏强相互作用，分散性很差，这(zhei)大(da)大(da)限制了h-BN对聚合物材料性能的改善效果。另一方面，h-BN的化学惰性又使其难以与其他物质反应进行表面改性。
h-BN结构示(shi)意图(tu)
为(wei)什(shen)么说h-BN很难表面改性呢？这是由于h-BN的晶格(ge)为氮(dan)与硼(peng)组成的平面六角形，只有片状结构的侧边才有官能基，可以(yi)与其他物质互相反应接(jie)合，这(zhei)就(jiu)是(shi)若直接将未改性(xing)的(de)氮(dan)化(hua)硼添加在树脂(zhi)中(zhong)会(hui)发生层裂的原因。总而(er)言(yan)之，因为结构上的差异，h-BN与氧化铝等粉体表面处理最大的不同是，须(xu)先进行粉体前处理即活化处理，才(cai)能接耦合剂(ji)的官能基(ji)。
目前较(jiao)为成熟的氮化硼修饰策(ce)略(lve)有下图中的六种，不同的修(xiu)饰策略能够(gou)赋予h-BN以不同的物理、化学性质，需针对不同的应用领(ling)域进行相应的改性(xing)手段(duan)。而在导热填料(liao)领域中(zhong)，以共价键的形式为h-BN接上化学官能团的手段最为常见。
①h-BN羟基化
六方(fang)氮化硼中的(de)B原子在与N原子形成共价键后，还剩余空轨道，这种结构有容纳电子的倾向，是亲电子结构。而-OH中的氧含有孤对电子。因此，六方氮化硼易于和-OH形成化学键键合，故对六方氮化硼进行-OH化修饰是一种重要的改性手段。
经羟基化(hua)改(gai)性后的六(liu)方氮化(hua)硼可通过酯化(hua)反应进一步连接(jie)有(you)机碳链，应用于生物工(gong)艺、基质填充等众多领(ling)域(yu)，大(da)大(da)的(de)拓宽了其应用领(ling)域(yu)。典型的(de)六方氮化(hua)硼进行-OH化修饰方法包括H2O2水(shui)热、超声辅助水(shui)解和等(deng)离子体处理(li)等(deng)方式。
通(tong)过(guo)超(chao)声为h-BN接上-OH示意图
②h-BN氨基(ji)化
与羟基(ji)化类(lei)似(si)，-NH2也能对六方氮化(hua)硼表面进行化(hua)学修饰。2007年，Ikuno等人首次报道了六方氮化硼的氨基化处理。在氨气等离子体辐照下，-NH2与氮化硼表面形成化学键合。与此同时，在氮化硼表面留下很多缺陷。随后涌现出一系列氨基功能化的六方氮化硼材料，使用的工艺也层出不穷，有超声降解法、球磨法等等。
③h-BN烷基化
另外，对(dui)h-BN进行烷基化处理也是一种有效手段。由于氮化硼中，B、N原子分别具有路易斯酸、碱特性，因此可以分别接入碱性和酸性基团进行修饰。
总结(jie)
h-BN由于其(qi)良好的导热(re)性(xing)能与绝缘性(xing)能，是聚(ju)合(he)物基(ji)导热(re)复合(he)材料的理(li)想填料之一(yi)，不过要发挥(hui)它的性能，需要(yao)做(zuo)的工作也不少(shao)。
目(mu)前业者为了(le)更好地(di)发挥出氮化硼在热管理中的(de)潜力(li)，一直在积极地(di)投入(ru)研发，表(biao)面处(chu)理工(gong)艺研究就是其中很关键的(de)一部(bu)分，是许多重点(dian)研究方向的(de)基(ji)础。比如说《》中提到的(de)构(gou)筑三维填料网络(luo)，就必(bi)须要以BN与基体具有良好的相容性为前提。总而言之，无论氮化硼“怎么玩”，它的表面修饰处理都是重中之重，千万不要轻视噢！
资料来源：
六(liu)方(fang)氮化硼(peng)的剥离改(gai)性与应用，张凯丽。
粉体圈NANA
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