【技术实现步骤摘要】
本申请涉及导热的，尤其涉及一种氮化硼全陶瓷颗粒、其制备方法及应用。
技术介绍
1、二维氮化硼(bnns)是一种由氮和硼元素构成的二维材料，也被称为“白石墨”，其化学式为bn。与石墨一样，二维氮化硼是由层与层之间范德华力结合的单层堆叠而成。每一层内，氮和硼原子以sp2杂化的形式，构成六边形的蜂窝状结构。二维氮化硼具有高热导率、高绝缘度、低介电系数的性能，同时也具有柔性、化学稳定、热稳定、生物相容的特性。因此，它在很多领域都表现出巨大的应用潜力，如电子器件、光学设备、热管理、复合材料、生物医学中。
2、目前，主要是通过将二维氮化硼和有机高分材料(如树脂)混合组装成复合材料，二维氮化硼交联于有机高分子材料中。但是由于二维氮化硼具有高径厚比，在复合材料中分散性较差，容易团聚，限制了二维氮化硼在复合材料中的添加量。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供一种氮化硼全陶瓷颗粒、其制备方法及应用。
2、为实现上述目的，本申请提供了一种氮化硼全陶瓷颗粒的制备方法，包括：提供二维氮化硼分散液，所述二维氮化硼分散液包括二维氮化硼纳米片和有机溶剂。在所述二维氮化硼分散液中加入有机粘结剂，得到混合液；采用喷雾干燥对所述混合液造粒，得到前驱体；在含氧气氛中，对所述前驱体进行预烧结，以除去所述前驱体中的所述有机粘结剂，得到中间体；在惰性气氛中，采用焦耳热烧结所述中间体，得到氮化硼全陶瓷颗粒。
3、在一些实施例中，所述焦耳热烧结的烧结温度为1500-2500℃，烧结时间为10
4、在一些实施例中，所述焦耳热烧结的升温速率为100-10000℃/min。
5、在一些实施例中，所述预烧结温度为400～700℃。
6、在一些实施例中，所述有机粘结剂包括聚氨酯、环氧树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇丁酸酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯中的至少一种。
7、在一些实施例中，所述有机粘结剂的质量为所述二维氮化硼纳米片质量的0.1-5％。
8、本申请还提供一种氮化硼全陶瓷颗粒，所述氮化硼全陶瓷颗粒包括多个相互键接的二维氮化硼纳米片。
9、在一些实施例中，所述氮化硼全陶瓷颗粒的中位粒径为5～500μm。
10、在一些实施例中，所述氮化硼全陶瓷颗粒的堆积密度为0.3～0.7g/cm3。
11、本申请还提供一种氮化硼全陶瓷颗粒在电子器件的应用。
12、本申请中，对二维氮化硼分散液中加入有机粘结剂，得到混合液并采用喷雾干燥造粒得到自组装的球形前驱体，并经过预烧结，除去前驱体中的有机溶剂和有机粘结剂，之后经过焦耳热烧结，二维氮化硼纳米片之间发生融合，形成球形氮化硼颗粒，从而得到具有高强度、高导热性的氮化硼全陶瓷颗粒。从氮化硼全陶瓷颗粒的扫描电子显微镜(见图1)中可知，氮化硼全陶瓷颗粒中二维氮化纳米片经过层层包裹组装形成致密的球体。烧结后，二维氮化硼纳米片之间发生融合，形成一个高强度的整体，每一球形颗粒中二维氮化硼纳米片之间相互烧结键合，使得氮化硼全陶瓷颗粒具有优异的机械结构稳定性和导热性。二维氮化硼纳米片具有较高的导热性，经过烧结后得到的致密的球形具有高导热系数。
13、本申请提供的氮化硼全陶瓷颗粒为球形，相较于现有二维氮化硼材料，球形颗粒还具有各向同性，球形颗粒在复合材料中还可以形成连续的网状的导热通道，从而提高复合材料的整体导热性能，还可以提高氮化硼全陶瓷颗粒的添加量；二维氮化纳米片组装成球形颗粒具有良好的分散性和流动性，球形颗粒添加至复合材料中可以自由移动，从而可以提高氮化硼全陶瓷颗粒添加至复合材料的均匀性，提高复合材料的导热效果。
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1.一种氮化硼全陶瓷颗粒的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的氮化硼全陶瓷颗粒的制备方法，其特征在于，所述焦耳热烧结的烧结温度为1500-2500℃，烧结时间为10～1000s。
3.如权利要求1所述的氮化硼全陶瓷颗粒的制备方法，其特征在于，所述焦耳热烧结的升温速率为100-10000℃/min。
4.如权利要求1所述的氮化硼全陶瓷颗粒的制备方法，其特征在于，所述预烧结温度为400～700℃。
5.如权利要求1所述的氮化硼全陶瓷颗粒的制备方法，其特征在于，所述有机粘结剂包括聚氨酯、环氧树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇丁酸酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯中的至少一种。
6.如权利要求1所述的氮化硼全陶瓷颗粒的制备方法，其特征在于，所述有机粘结剂的质量为所述二维氮化硼纳米片质量的0.1-5％。
7.一种氮化硼全陶瓷颗粒，其特征在于，所述氮化硼全陶瓷颗粒包括多个相互键接的二维氮化硼纳米片。
8.如权利要求7所述的氮化硼全陶瓷颗粒，其特征在于，所述氮化硼
9.如权利要求7所述的氮化硼全陶瓷颗粒，其特征在于，所述氮化硼全陶瓷颗粒的堆积密度为0.3～0.7g/cm3。
10.一种如权利要求7至9中任一项所述的氮化硼全陶瓷颗粒在电子器件的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种氮化硼全陶瓷颗粒的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的氮化硼全陶瓷颗粒的制备方法，其特征在于，所述焦耳热烧结的烧结温度为1500-2500℃，烧结时间为10～1000s。
3.如权利要求1所述的氮化硼全陶瓷颗粒的制备方法，其特征在于，所述焦耳热烧结的升温速率为100-10000℃/min。
4.如权利要求1所述的氮化硼全陶瓷颗粒的制备方法，其特征在于，所述预烧结温度为400～700℃。
5.如权利要求1所述的氮化硼全陶瓷颗粒的制备方法，其特征在于，所述有机粘结剂包括聚氨酯、环氧树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇丁酸酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚...
【专利技术属性】
技术研发人员：丘陵，成会明，丁斯远，刘闽苏，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：
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