球磨法制备六方氮化硼纳米片的研究

发布时间：2016-11-30 14:07

  本文关键词：球磨法制备六方氮化硼纳米片的研究，由笔耕文化传播整理发布。

《哈尔滨工业大学》 2015年

球磨法制备六方氮化硼纳米片的研究

韩美胜  

【摘要】：氮化硼纳米片(BNNSs)由于具有优越的化学和物理性质,例如高温抗氧化性、高化学稳定性、高热导率和宽带隙。这些优越的性质使得BNNSs在高温复合材料、导热复合材料、电子器件和催化剂载体等领域中有着广泛的应用,所以BNNSs得到了研究者的广泛关注。然而,BNNSs的制备还存在着很多的问题,例如制备技术尚不成熟和找不到有效的剥离剂。所以对于BNNSs的实际应用来说,开发出一种大量生产BNNSs方法成为紧迫的任务。为了解决这一问题,本文使用一种简单的机械球磨的方法来剥离氮化硼从而获得BNNSs。研究了BNNSs在水中的分散性,并获得了稳定的分散液。同时制备出了BNNSs/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的复合材料,与PMMA相比复合材料有更高的热稳定性能和导热性能。主要的研究内容及结果如下:研究了球磨工艺参数包括球磨方式、球磨剂的种类、磨球的直径、球料比、转速、球磨时间和剂料比对BNNSs尺寸的影响。本文得出最佳的球磨工艺参数为湿磨、球磨剂为异丙醇、混合球磨、物料比为100:1、转速为400 r/min、时间为24 h和剂料比为60:1。同时获得了最小的BNNSs的平均平面尺寸约为2.5μm,平均截面尺寸约为50 nm。研究了BNNSs在水中分散性能的影响因素,包括分散剂种类及其用量、温度和BNNSs的尺寸。同时,确定了分散液中BNNSs浓度的大小和在最佳分散条件下BNNSs从稳定分散到全部沉降的时间。本文得出的结果包括最佳分散剂为十二烷基硫酸钠(SDS)及其用量为1.5 mg。温度越高分散液中BNNSs的分散浓度越低,直到250 o C时,BNNSs的浓度值趋于稳定约为0.30 mg/ml。分散液中BNNSs尺寸越大分散浓度越低。同时获得了高浓度的BNNSs分散液,稳定分散到全部沉降的时间约为15天。最后,研究了BNNSs/PMMA复合材料的性能,具体内容包括BNNSs的改性、BNNSs表面改性对复合材料性能的影响和BNNSs的添加量对复合材料的热稳定性和导热等性能的影响。实验结果为表面改性的BNNSs可更好地分散在PMMA中并且复合材料的热稳定性和导热性能有所提高。当BNNSs添加比例为70 wt%时,复合材料的热稳定性和导热性能最佳,T0.1约为364 oC,热导率约为7.22 W/(m·K)。

【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB383.1;TQ128
【目录】：

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