作為石墨的結(jié)構(gòu)類(lèi)似物，BN某些理化性能卻比石墨更加優(yōu)異。BN的性能如下：

1、熱學(xué)性能

（1）高耐熱性：空氣中抗氧化溫度高達(dá)900℃，惰性環(huán)境下在1800-2000℃開(kāi)始分解；

（2）高導(dǎo)熱性：良好的導(dǎo)熱性，使BN成為陶瓷材料中導(dǎo)熱最佳的材料之一；

（3）低熱膨脹系數(shù)：膨脹系數(shù)為10-6，僅次于石英，是陶瓷中最小的。

2、電學(xué)性能

（1）高溫絕緣性好；2000℃下電阻為104Ω/cm，陶瓷中最好的高溫絕緣材料，

（2）良好的介電性能：介電常數(shù)為4，能透微波，常用作雷達(dá)天線的外保護(hù)層。

3、化學(xué)穩(wěn)定性

（1）BN與大多數(shù)氧化劑、無(wú)機(jī)酸/堿不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，呈現(xiàn)化學(xué)惰性，表現(xiàn)出良好的耐腐蝕性；

（2）對(duì)大多數(shù)的金屬既不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不潤(rùn)濕。

4、潤(rùn)滑性能

常溫下具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性能，同時(shí)高溫環(huán)境下也具有良好潤(rùn)滑性能，廣泛應(yīng)用在高溫固體潤(rùn)滑劑領(lǐng)域。

二、氮化硼(CY-HBN)納米材料分類(lèi)

1、各向同性BN納米材料

各向同性BN納米材料主要是指具有中心點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的實(shí)心納米球、空心納米球及類(lèi)似的納米結(jié)構(gòu)物質(zhì)，圖2為BN納米球微觀組織。早在1990年有一份專(zhuān)利宣稱(chēng)以BCl3和氨氣為原料，采用CVD法于低溫下制備出球形的BN粒子。以Zn和KBH4/NH4BF4為原料，采用溶劑熱法制備出BN空心納米球體，但顯然這是一條較危險(xiǎn)的合成路線。

2、各向異性BN納米材料

（1）氮化硼(CY-HBN)納米管

自從制備出碳納米管(Carbon Nanotube，CNT)后，研究人員將研究重點(diǎn)放在氮化硼納米管(Boron Nitride Nanotube，BNNT)的制備、性能、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用方面，如圖3所示。氮化硼納米管的結(jié)構(gòu)與碳納米管的結(jié)構(gòu)類(lèi)似，B原子和N原子交替取代了石墨片層中的C原子形成納米管狀結(jié)構(gòu)可以分為單壁管和多壁管。氮化硼納米管有三種結(jié)構(gòu)類(lèi)型：扶手椅型、鋸齒型和手性型。常用的制備方法主要包括電弧放電法、激光燒燭法、球磨法、等離子體噴射法、碳納米管置換法、化學(xué)氣相沉積法等。

（2）氮化硼納米線

氮化硼納米線(Boron Nitride nanowire，BNNW) —般是伴隨在制備氮化硼納米管的過(guò)程中產(chǎn)生。在上世紀(jì)七十年代初，就以氨氣、氧化硼為原料合成了氮化硼納米線，但前驅(qū)體納米線的品質(zhì)、氨化過(guò)程卻相當(dāng)難以控制。盡管氮化硼納米線具有比碳纖維更加優(yōu)良的抗氧化性和介電性能，但相對(duì)碳纖維而言，對(duì)氮化硼納米線研究要少得多。目前，人們還在研究一種可用來(lái)合成氮化硼納米線的聚合物前驅(qū)體，該前驅(qū)體是硼氮烷類(lèi)物質(zhì)。

（3）氮化硼納米片

二維六方氮化硼(CY-HBN)納米片結(jié)構(gòu)類(lèi)似于石墨結(jié)構(gòu)，可看成是B和N原子依次取代石墨中的C原子而得到。圖4所示的是石墨烯和單層六方氮化硼(CY-HBN)的結(jié)構(gòu)比較。單層氮化硼納米片在近些年才得到關(guān)注，但是與具有較長(zhǎng)研究歷史的石墨稀相比，單層氮化硼的研究還屬于起步階段。在石墨結(jié)構(gòu)中，每個(gè)碳層是以相對(duì)較弱的范德華力相互吸引而堆在一起，而在多層氮化硼片中，由于B-N鍵之間存在偏極性，從而導(dǎo)致每個(gè)BN層之間存在作用力。這也是單層氮化硼納米片很難得到的原因之一，而多層氮化硼片有利于整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期以來(lái)人們將研究重點(diǎn)放在對(duì)各向異性的氮化硼納米材料特別是對(duì)BNNT的研究上，其生長(zhǎng)機(jī)理也研究得較透徹，但BNNT的合成難以大規(guī)?；?，距離實(shí)際應(yīng)用還有較長(zhǎng)的路。相對(duì)而言，有關(guān)各向同性的BN納米球體的研究較少，對(duì)其生長(zhǎng)機(jī)理研究也不夠深入。

三、氮化硼納米材料應(yīng)用及前景簡(jiǎn)介

制備與表征氮化硼納米材料是為了改進(jìn)傳統(tǒng)氮化硼材料的性能，發(fā)揮其納米量級(jí)的各種效應(yīng)，達(dá)到預(yù)期優(yōu)良性能，拓展新的應(yīng)用領(lǐng)域。

1、氮化硼涂層

在高溫下具有的明顯化學(xué)惰性，使氮化硼涂層可用來(lái)保護(hù)鋁、鎂、鋅合金等材料免受高溫氧化。當(dāng)將氮化硼涂層包覆耐火材料或陶瓷器皿后，即使溫度高達(dá)1273K時(shí)，氮化硼(CY-HBN)涂層能有效保護(hù)其抗氧化。圖6為采用氮化硼做涂層的刀具。

2、BN的高導(dǎo)熱性

BN的高導(dǎo)熱性一直是科研工作者所熱衷的，主要是利用納米h-BN和c-BN的高導(dǎo)熱系數(shù)制備復(fù)合材料以起到加速散熱和導(dǎo)熱的效果。圖7為氮化硼納米片復(fù)合材料導(dǎo)熱機(jī)理。同時(shí)可解決熱導(dǎo)材料與處于運(yùn)行中的電氣部件相接觸而需要的高電阻率材料避免短路的問(wèn)題，BN比碳納米管更適合做熱導(dǎo)材料。將超聲剝離的二維氮化硼納米片和一維纖維素納米纖維共混，制備的復(fù)合材料熱導(dǎo)率高達(dá) 180W/(m·K)，是迄今為止熱導(dǎo)率最高的納米復(fù)合材料。

3、凈化水

有效的去除水中的油、有機(jī)溶劑和染料是全球性的水資源保護(hù)的問(wèn)題。開(kāi)發(fā)先進(jìn)的具有優(yōu)異吸附量的吸附劑材料迫在眉睫。使用三氧化二硼和鹽酸胍為原料，在 N2/H2 混合載氣下加熱1100℃保持 2 小時(shí)。合成的氮化硼納米片比表面積高達(dá)1427m2/g，如圖8所示，其吸附水中乙醇，甲苯，油等污染物的能力顯著超過(guò)了常用的吸附材料。更有趣的是，氮化硼(CY-HBN)納米片制成的多孔坯體材料吸收油以后還可以簡(jiǎn)單地在空氣中燃燒去除油污，其強(qiáng)化學(xué)惰性和抗氧化性使它在油污燃燒后可以重復(fù)使用。

4、儲(chǔ)氫材料

氫氣是目前最清潔的能源，對(duì)解決大氣污染問(wèn)題有著光明的發(fā)展前景。如何能夠安全有效的使用和儲(chǔ)存氫氣，是研究者首要解決的問(wèn)題。用三聚氰胺和硼酸作為前驅(qū)體，在 900-1100℃制備了多孔BN納米帶，比表面積高達(dá)1488m2/g，是已報(bào)道的氮化硼家族中比表面積最大的，其儲(chǔ)氫性能也非常卓越。圖9所示是氮化硼納米帶的形貌和氫氣吸附-脫附曲線。

作為一種先進(jìn)的納米材料和陶瓷材料，氮化硼(CY-HBN)納米材料以其優(yōu)秀的物理和化學(xué)性能受到了各個(gè)領(lǐng)域的青睞，在光電、環(huán)保及日化等領(lǐng)域也必將發(fā)揮更重要的作用。我們需要在已有的研究和應(yīng)用基礎(chǔ)上，開(kāi)拓思路，實(shí)現(xiàn)氮化硼納米材料的大規(guī)模、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、零污染合成，促進(jìn)廣泛應(yīng)用。