一种大尺寸高质量三维六方氮化硼网络的制备方法技术

技术编号:40746103 阅读:38 留言:0更新日期:2024-03-25 20:03
本发明专利技术涉及新材料及其应用领域,具体涉及一种大尺寸高质量三维六方氮化硼(h‑BN)网络的制备方法。以多孔金属为模板,通过预处理将硼源均匀固定在模板孔壁表面,然后利用化学气相沉积(CVD)工艺,在适宜的温度和气氛条件下,以含氮气体为氮源,在多孔金属骨架表面催化生长h‑BN,去除金属基底后即可得到高质量三维h‑BN网络,通过调控基底模板及其他反应参数,可对所述三维h‑BN网络的孔径、形态、层数等进行精准调控。相比于现有三维h‑BN网络制备工艺,本发明专利技术可避免CVD工艺制备h‑BN网络因硼源难以在体相扩散而导致的生长不均匀,同时h‑BN层数、网络形态、孔隙可调,工艺简单,生产成本低廉,容易放大量产。所制备的h‑BN具有很高的结晶质量,可在诸多领域获得应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新材料及其应用领域,具体涉及一种大尺寸高质量三维六方氮化硼网络的制备方法


技术介绍

1、六方氮化硼(h-bn)表现出了诸多优异的物理化学性质,比如:具有出色的力学性能,其面内机械强度可以达500n/m;h-bn还具有出色的耐高温性能,在空气中抗氧化温度为1000℃,在真空条件下耐温更是可以达到2000℃;更重要的是,h-bn还具有优异的导热性能,其理论热导可高达1700~2000w/mk,是金属银和铜的5倍;同时,h-bn具有优良的绝缘性能,其禁带宽度为5.26ev、击穿强度高达35kv/mm,介电常数为2.9。因此,h-bn是一种理想的导热绝缘透波材料,多孔网络结构具有高孔隙率、低密度、高比表面积、阻尼降噪等优异性能。由二维h-bn构筑的多孔材料可兼具多孔结构与h-bn的本征优异物性,在导热、储能、催化、吸附、航空航天等领域表现出巨大的潜在应用优势。

2、h-bn网络材料制备方法主要包括自组装和直接生长两大类,自组装方法包括冰模板法、盐模板法、气泡模板法等,依赖于范德华力与氢键来搭接h-bn片构筑三维结构,因此制备的h-bn多本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种大尺寸高质量三维六方氮化硼网络的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的大尺寸高质量三维六方氮化硼网络的制备方法,其特征在于,根据具体应用需要选择保留泡沫金属基底或采用金属刻蚀液去除泡沫金属基底,将去除泡沫金属基底的h-BN充分清洗、干燥,得到高质量三维h-BN网络。

3.根据权利要求1所述的大尺寸高质量三维六方氮化硼网络的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,固态硼源包括但不限于氧化硼、硼粉、硼酸的一种或两种以上混合。

4.根据权利要求1所述的大尺寸高质量三维六方氮化硼网络的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,采用泡...

【技术特征摘要】

1.一种大尺寸高质量三维六方氮化硼网络的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的大尺寸高质量三维六方氮化硼网络的制备方法,其特征在于,根据具体应用需要选择保留泡沫金属基底或采用金属刻蚀液去除泡沫金属基底,将去除泡沫金属基底的h-bn充分清洗、干燥,得到高质量三维h-bn网络。

3.根据权利要求1所述的大尺寸高质量三维六方氮化硼网络的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,固态硼源包括但不限于氧化硼、硼粉、硼酸的一种或两种以上混合。

4.根据权利要求1所述的大尺寸高质量三维六方氮化硼网络的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,采用泡沫金属基底模板为具有三维连通开孔结构的泡沫金属,泡沫金属具有一定硼固溶度或能与硼形成中间产物,包括但不限于泡沫镍、泡沫铜、泡沫铁、泡沫钴中的一种或者两种以上金属所形成的合金;所述泡沫金属基底模板的孔隙率分布在50~1000ppi,密度为0.1~1.5g/cm3,厚度为0.1mm~50mm,长度和宽度为0.5cm~2m。

5.根据权利要求1所述的大尺寸高质量三维六方氮化硼网络的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,预处理温度为300~1050℃,优选600~1000℃。

6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:任文才马超群高意雯陈晨徐川成会明
申请(专利权)人:中国科学院金属研究所
类型:发明
国别省市:

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