近日，一项由桂林理工大学、北京大学、香港理工等院系与相关重点实验室的联合科研团队通过放电等离子烧结（SPS）技术，制备出氮化硼微带（boron nitride microribbon，BNMR）/Al₂O₃复合陶瓷，制备出在密度、硬度、断裂韧性和弯曲强度方面比氧化铝基板全面提升的高导热基板（导热系数提升45.6%）。

BNMR的XRD、SEM、EDS图像

氮化硼微带（BNMR）以特殊方法合成，通常具有微米级别的宽度和纳米级别的厚度，这使得它在电子学、光学、力学等领域具有潜在的应用价值，其优异的机械强度和稳定性认为是制备复合材料的理想材料。

本次成果显示，当BNMR含量为5wt%时，BNMR/ Al₂O₃复合陶瓷比纯Al₂O₃陶瓷表现出更多增强的特性。特别地，相对密度、硬度、断裂韧性和弯曲强度分别为99.95±0.025%、34.11±1.5GPa、5.42±0.21MPa·m^1/2和375±2.5MPa。与纯Al₂O₃陶瓷相比，这些值分别增加了0.76%、70%、35%和25% 。

此外，在SPS过程中，BNMR会受到高温和高压的作用，导致Al₂O₃基体发生弯曲和变形；这导致其内部形成特殊的热通道。与纯Al₂O₃陶瓷相比，复合陶瓷的介电常数降低了25.6%，而导热系数提高了45.6% 。这项研究的结果为通过将新型BNMR作为第二相来增强Al₂O₃基陶瓷基材的性能提供了宝贵的见解。这些改进对于电路基板和需要具有改进的机械性能和导热性的高性能材料的相关领域的潜在应用具有重要意义。

 

编译整理 YUXI