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六方氮化硼/聚合物导热复合材料研究进展

信息来源：本站 | 发布日期： 2024-08-31 09:34:35 | 浏览量：87859

摘要：

高效的散热对于现代电子设备的性能、寿命和可靠性至关重要。随着电子技术向小型化，集成化和功能化的发展，高效的散热成为一个极具挑战性的问题[1]。聚合物因其优异的机械性能、耐腐蚀性、可加工性、质轻、成本低等优点被广泛用于航空航天、微电子封装、LED照明、换热工程…

高效的散热对于现代电子设备的性能、寿命和可靠性至关重要。随着电子技术向小型化，集成化和功能化的发展，高效的散热成为一个极具挑战性的问题[1]。聚合物因其优异的机械性能、耐腐蚀性、可加工性、质轻、成本低等优点被广泛用于航空航天、微电子封装、LED照明、换热工程、电磁屏蔽等国防和民用领域，在现代高科技领域发挥着重要作用。然而，绝大多数聚合物的导热性差，热导率在0.10~0.25W/(m·K)范围内，几乎不能满足日益严格的散热需求[2]。

目前提高聚合物热导率常用的方法是向聚合物基体中添加高导热填料，在不影响聚合物本身性能的基础上，提高其导热性能。该方法具有成本低、加工简便、适合工业化生产等特点，是目前国内外导热聚合物的主要制备方法。一般添加的导热填料有金属类(如银、铝、铜等)、金属氧化物(如氧化铝、氧化镁、氧化锌等)、陶瓷类(如氮化铝、二氧化硅、碳化硅氮化硼等)和碳(如石墨烯、碳纳米管、碳纤维等)[3]。

由于金属类和石墨烯碳纳米管等具有导电性，所以不适用于高绝缘场所。六方氮化硼(h-BN)具有宽带隙(5.2eV)、高热导率(理论计算约2000W/(m·K)，经验380W/(m·K)、耐高温抗氧化性等优异的物理化学性能，能够在提高聚合物热导率的同时，还保持优异的绝缘性，近年来在绝缘导热复合材料领域备受青睐。

氮化硼(BN)是由氮原子和硼原子所构成的晶体，具有几种不同的变体，分别为六方BN(h-BN)、菱方BN(r-BN)、立方BN(c-BN)、密排六方BN(w-BN)。h-BN中sp2杂化的层状构造与石墨相似，又被称为“白色石墨烯”[4]。h-BN不仅在导热绝缘方面性能优越，还在催化[5，6]、吸附[7，8]等方面应用广泛。

本文主要从h-BN在聚合物中的取向、h-BN表面改性、三维h-BN结构以及与其它填料杂化等角度来综述六方氮化硼/聚合物导热复合材料的研究进展。

纳米氮化硼的制备

将微米级别层状h-BN通过一些方法剥离成单层或者少层(一般几个纳米)的厚度就可以得到纳米氮化硼(BNNSs)，这种BNNSs具有极高的热导率、电绝缘性和其它综合性能[9]。

与h-BN粉末相比，BNNSs片层的减少，降低了层与层之间的声子阻力，有效提高了热导率。h-BN和石墨烯之间具有极高的相似性，h-BN的结构由六边形平面2D层中的硼和氮原子交替键合组成，它们通过范德华力和静电相互作用，组合堆叠在一起[10，11]，在平面内和平面外的轻微离子键合(BN中的“lip-lip”相互作用)，也使它们在结构构型上与石墨烯/石墨不同，并且一些纳米材料性质有所不同。

具体而言，较强的层间相互作用使得将h-BN剥离成BNNS(见图1)比从石墨中剥离石墨烯更困难[12]。与石墨烯纳米片结构相同的BNNSs具有非常高的热导率1700~2000W/(m·K)，与h-BN粉末相比，制备BNNSs更有利于提高热导率[13]。目前，制备氮化硼纳米片的主要方法有机械剥离、液相剥离、球磨、化学气相沉积(CVD)、化学剥离和化学合成等方法。

图1 石墨烯和氮化硼纳米片结构示意图[12]

液相剥离是用h-BN粉末制备BNNSs的最常用方法。通常，将h-BN粉末与溶剂混合，并将能量(通常是超声能量)引入系统中，从而实现对h-BN的剥离。研究表明，h-BN在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)[14]、异丙醇(IPA)[15]、3，4二甲基亚砜(DMSO)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)中分散良好[16]。

Cao等[17]研究开发了一种新型、简便的混合溶剂方法(氨水溶液/异丙醇)，用于大规模制备BNNSs，结果表明剥离的BNNSs在异丙醇溶液中非常稳定。其可能机理为：h-BN可被路易斯碱化合物攻击，并形成路易斯酸碱配合物以辅助分散剥离。

Morishita等[18]通过使用离子液体(IL)直接剥离大块h-BN，以高产率制备具有微米尺寸边缘的BNNSs。ILs强烈附着在BNNSs表面上，并显着增强了剥离作用，得到高浓度的BNNSs分散体(约1.9mg/mL)，产率达到约50%。

Ye等[19]将超支化聚乙烯(HBPE)作为稳定剂，在普通有机溶剂(如四氢呋喃、氯仿、正庚烷或甲苯)中的块状h-BN液相剥离，HBPE在超声处理时有效促进了四氢呋喃和氯仿中的h-BN剥离，产生了具有可调浓度的高质量单层或少层BNNS的稳定分散体，所得HBPE官能化BNNS在氯仿或N，N-二甲基甲酰胺中高度分散，浓度高达10.0mg/mL。

Marsh等[20]提出了一种使用共溶剂方法剥离和分散h-BN的简单方法。与单个组分相比，在含60%(w/w)的叔丁醇-水溶液剥离h-BN时非常有效。

Habib等[21]利用溶剂交换实验证明，叔丁醇实际上对胶体稳定性至关重要；还证明BNNSs在水/叔丁醇体系中的稳定分散体可以冷冻干燥，得到非聚集的、可再分散的BNNSs粉末。

Wang等[22]报道了一种简便有效的方法，通过使用甲磺酸来液相剥离h-BN获得BNNSs。得到的BNNSs可以容易地分散在许多有机溶剂中，例如N-甲基-2-吡咯烷酮，所获得的BNNS主要是单层或少层，厚度小于3nm。

Zhang等[23]使用单乙醇胺(MEA)水溶液对h-BN进行高效液相剥离制备BNNSs。结果表明，MEA溶液可以比目前已知的溶剂更有效地剥离BNNSs，并且通过MEA-30%(wt)H2O溶液中的超声剥离获得高达42%的高收率。

除了超声液相剥离外，Tian等[24]通过剪切辅助超临界CO2剥离工艺实现BNNSs的制备(见图2)，在此过程中，超临界CO2嵌入并扩散在氮化硼层间，然后通过克服范德华力在快速减压过程中达到BNNSs的剥离。结果表明，块状氮化硼成功地剥离成平均6层的薄纳米片，在异丙醇(IPA)中良好分散，与块状BN相比具有更高的消光系数。

Mateti等[25]用球磨的方法，使用氨气作为研磨气氛以剥离BNNSs。Wang等[26]采用化学剥离，通过使用浓硫酸插入h-BN，随后快速加热H2SO4与水混合溶液的方法来制备BNNSs。所获得的BNNSs主要由厚度范围为1~2nm的少层薄片组成，对应于3~6层。

在浓硫酸-插层剥离过程中，BNNSs中不会发生氧化，所得的BNNSs可以很好地分散在水中，并且BNNSs分散体的浓度可以以相对高的产率(高达15%(wt))达到0.26mg/mL。

Xiong等[27]采用化学合成方式制备BNNSs。他们将硼酸、双氰胺和巴比妥酸按一定比例在超纯水中混合，反应得到的固体在N2保护下高温煅烧，得到BNNSs。

Wang等[28]使用蒲公英花、纸等物质作为碳源，通过碳热还原气态氧化硼来合成BNNSs，这种方法有效可行，产量可达数十克，合成的BNNSs是单晶、片径大、厚度可达原子级。

Yu等[29]通过微波等离子体CVD在硅衬底上合成垂直排列的BNNSs。通过适当改变生长条件，可以很好地控制BNNSs的大小、形状、厚度、密度和排列。CVD合成和超临界气体剥离等方法具有产率高、效率快等优点，但需要特种设备，能耗较高；球磨法和化学剥离法能够获得大量的多层BNNSs，但纳米片的缺陷较多，对导热性能有一定的影响。液相超声剥离得到的纳米片形貌完整，缺陷少，但产率低。

目前大规模制备缺陷少、层数低的BNNSs还是一个亟待解决的问题，仍需要进一步发展。

图2剪切辅助超临界CO2剥离法合成BNNSs的示意图[24]

氮化硼/聚合物复合材料

BN在聚合物中的取向

BN作为二维六角形材料时，其面内热导率为600W/(m·K)，几乎是平面热导率的20倍。因此，控制聚合物基质中BN的取向对于优化其复合材料的性能至关重要[30]。如果控制取向方向相同，对导热性能的提升将有极大帮助。因此，研究人员采用不同的方法使BNNSs在聚合物中按一定的取向分散，来提高热导率。

Kuang等[31]选择了两种弹性体作为基质：硅橡胶(SiR)和天然橡胶(NR)。如图3所示，通过超声将块状的h-BN首先在异丙醇(IPA)中剥离，然后将所得的BNNSs分别分散在IPA中的SiR溶液和NR胶乳的溶液中。在前者的简单相分离和后者的分散共聚后，分别获得具有均匀分散的BNNSs的BNNSs/SiR和BNNSs/NR复合物。当复合物通过双辊研磨机中狭小的辊隙时，BNNSs会在剪切力的作用下在剪切方向上产生取向。然后将这两种复合材料硫化，以减少分子松弛，并稳定BNNSs的取向。结果表明，在简单振荡剪切后，具有取向BNNSs/SiR(热导率>4W/(m·K)，23%(vol)BNNSs)中的热导率增强幅度远高于具有取向BNNSs的BNNSs/NR中的热导率增强幅度。

图3 BNNSs/SiR和BNNSs/NR纳米复合材料的制备[31]

Sun等[32]报道了BN微片/聚碳酸酯复合材料，其中BN微片通过热压后取向基本一致。由于BN微片的有序排列可以为声子输送提供通路，因此所获得的复合材料在BN负载达到18.5%(vol)时，沿着排列方向具有3.09W/(m·K)的最大热导率。

Cho等[33]通过超声处理将六方BNNSs分散在聚硅氧烷的预聚物混合物中，然后进行高速混合。将均匀悬浮液浇铸在微米级厚度的隔板上，并在其交联之前施加高直流电场。X射线衍射、扫描电子显微镜和光学显微镜表征结果显示，在聚硅氧烷基质中形成了LABN(纳米片线性组装)，并且LABN中的BNNSs垂直于膜平面排列，具有高各向异性，因此极大增强了复合膜的导热性能(见图4)。

图4 (a)在直流电场下形成LABN(纳米片线性组装)示意图；

聚硅氧烷/BN复合膜的横截面SEM图：(b)无直流电场；(c)存在直流电场[33]。

另外，他们[34]还利用氧化铁改性BNNSs。通过CVD在BNNSs表面沉积氧化铁纳米颗粒进行改性，并且在磁场下控制BNNSs的一维排列，以制备高度取向的聚硅氧烷/BNNSs复合膜。结果表明，表面修饰后的BNNSs在水平或垂直方向上与薄膜平面对齐。由于BNNSs在聚合物基质内的取向，纳米复合膜的透射率和热导率同时得到改善。

Cho等[35]使用纳秒脉冲电场以产生高电流，在环氧树脂纳米复合膜中实现了具有高各向异性的BN的简单取向，整个过程中不损坏复合膜，也无需对BN的表面改性。

垂直于纳米复合膜平面的BN取向度平行于电流，可以通过在交联之前施加纳秒脉冲不同的时间长度来控制。与没有取向制备的复合材料相比，所得到的具有取向BNNSs的复合薄膜表现出更好的热扩散性。

目前BNNSs在聚合物中获得取向一致，主要是采用热压成膜和利用外力场(强磁场或高电场)控制。热压成薄膜和依靠磁场或者电场等都能在一定程度上调节BNNSs的取向，然而热压成膜的方法不适合制备体性块状材料，适用范围有限。而施加外力场不易控制BNNSs的方向，容易引起团聚，需要在聚合物未交联固化之前完成。

BN的表面改性

导热填料粒子因其极性和表面化学基团等因素的影响，与聚合物基体的相容性通常很差，导致其在基体中分散不均匀，容易发生团聚，这大大影响了聚合物的导热性能及其它性能，很大程度上阻碍了它们在聚合物复合材料中的应用。

因此需要对导热填料进行表面改性，让它们能够均匀分散在聚合物基体中，且能够稳定存在。这不仅可以增加其在聚合物中的相容性，也可以提高其它方面的性能。

Lee等[36]提出了一种通过聚(己内酯)(PCL)“聚合”到BNNSs上来提高聚合物复合材料的热导率的有效方法。通过超声波处理将块状h-BN剥离成BNNSs，再通过自由基进行氧化。这些氧化的BNNSs(oxi-BNNSs)用作PCL后续开环聚合的引发剂，并成功地将PCL化学接枝到BNNSs(PCL-g-BNNSs)上。PCL-g-BNNSs在普通溶剂中的优异分散性能够容易地制备包含嵌入PCL基质中的PCL-g-BNNSs的聚合物复合材料，并且该复合材料的热导率在平面外和平面内模式分别比原始PCL高5倍和9倍。

Wu等[37]首先用聚罗丹宁在水中将BNNSs包裹，形成聚罗丹宁@BNNSs纳米结构(PRh-BNNSs)，然后与苯乙烯-丁二烯橡胶混合形成弹性体复合材料。由于聚罗丹宁的独特固化反应性，在所得弹性体复合材料中形成了强界面。因此，SBR/PRh-BNNSs复合材料表现出高机械性能和高导热性的独特组合(见图5)。

图5 (a)罗丹宁在BNNSs上的原位氧化聚合的示意图；

填料含量对SBR复合材料的(b)热导率和(c)热导率增强的影响[37]。

Li等[38]利用仿生学方法对h-BN进行功能化，以增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/氮化硼(ABS/BN)复合材料中的界面相互作用。通过多巴胺在水溶液中的氧化自聚合，在BN的表面上形成聚多巴胺(DOPA)层。将涂覆有DOPA的改性BN(mBN)与ABS树脂通过熔融混合，通过DOPA衍生的π-π堆积以及范德华力的强界面相互作用，不仅显著促进了h-BN在基质中的均匀分散，而且有效地促进了有效的界面应力转移，即使在轻低的mBN含量下也能提高ABS/mBN的冲击强度。在20%(wt)mBN含量下获得0.501W/(m·K)的高热导率，达到纯ABS值(0.176W/(m·K))的2.63倍。

Salehirad等[39]用三种不同的方法对BNNSs表面进行改性，通过表面引发的原子转移自由基聚合(SI-ATRP)方法，在改性的BNNSs和苯乙烯分子之间形成间接共价键，进行聚苯乙烯接枝。在所有方法中，首先将作为ATRP引发位点的烷基溴引入h-BNNSs，并实现了由引发剂固定BNNSs表面苯乙烯的SI-ATRP反应。PS-g-h-BN纳米片的最高接枝含量约为20%，这可以提高矿物油基纳米流体的导热率，其中纳米填料的浓度最小(0.01%(wt))。功能化促进了h-BN层状结构的剥离，成为少量层片，其中片材的厚度取决于改性技术和接枝在纳米片上的聚合物的含量。

Pan等[40]通过冷压和烧结方法将硅烷偶联剂KH550改性h-BN微片引入到PTFE基体中。结果表明，经过表面处理后，h-BN薄片与PTFE基体之间的界面粘附性得到改善，h-BN薄片在PTFE基体中的面内取向度降低，有效地提高了复合材料的热导率。填料含量为30%(vol)的h-BN-KH550/PTFE复合材料的热导率为0.722W/(m·K)，是纯PTFE的2.7倍。此外，增强的界面粘附性和降低的h-BN片层表面亲水性显着降低了界面极化，不仅导致介电常数和介电损耗正切较低，而且频率依赖性较弱。

Seyhan[41]通过微流化(microfluidization)对大量特殊合成的h-BN产品进行化学剥离，然后将所得BNNSs的表面用乙烯基-三甲氧基硅烷(VTS)偶联剂再次通过微流化进行官能化，以使它们与有机材料相容，尤其是包括聚合物的有机材料。结果发现，与含有BNNSs的硅烷处理的PP纳米复合材料相比，含有硅烷化BNNSs的PP纳米复合材料表现出更高的导热性。

Zhang等[42]将胺封端的丁二烯-丙烯腈(ATBN)共价接枝在BN表面上，以增强BN与羧化苯乙烯-丁二烯橡胶(XSBR)基质之间的界面亲合性，从而制备具有强大热物理性质的热界面材料。

Xiao等[43]制备铜酞菁接枝的BNNSs混合物(CuPc-g-BN)以改善CuPc的导热性。结果表明，当混合物的质量分数为50%(wt)时，杂化物的形成有效地提高了CuPc的热导率，其高达0.63W/(m·K)，增幅为290%。h-BN的表面改性有利于强化与聚合物基体材料之间的黏结，降低界面热阻，提高热导率，从而改善聚合物复合材料导热性能。

BN在聚合物中的3D结构

由于填料与聚合物基体间界面热阻的存在，填料对复合材料导热性能的提升通常低于预期。通过构造3D互连填料结构，可以有效避免界面热阻的影响。由于没有异质界面，3DBN网络是导热复合材料的理想填料，能够最大限度地减少填料-填料界面声子散射。

Hu等[44]通过结合冰模板自组装和渗透方法制备环氧树脂/有序三维氮化硼(3D-BN)网络复合材料。与填料无规分布复合材料相比，聚合物复合材料具有更高的热导率，高达4.42W/(m·K)，且填料含量相对较低，同时具有高玻璃化转变温度和尺寸稳定性(见图6)。

图6 环氧/有序3D-BN的制备过程的示意图[44]

Huang等[45]通过溶胶-凝胶和冷冻干燥在3D纤维素骨架上自组装BNNSs，然后通过将3DBNNSs气凝胶浸渍到环氧树脂中来制备高度导热的复合材料。在低BNNSs含量(即9.6%(vol))下实现3.13W/(m·K)的高热导率。此外，通过在互连的三维网络中调控BNNSs含量，可以轻松调整热导率，并且获得的复合材料具有高度绝缘性以及更高的玻璃化转变温度。

Zeng等[46]首先通过冰模板法构建三维氮化硼纳米片(3D-BNNSs)网络，然后浸入环氧树脂中固化。获得的聚合物复合材料在相对较低的BNNSs负载(9.29%(vol))下具有高热导率(2.85W/(m·K))和低热膨胀系数。

Ashton等[47]使用简单的大气压CVD工艺制备h-BN泡沫，然后浸入到PMMA中聚合固化。在h-BN重量分数仅为0.21~0.27%的情况下，在室温和140K下测试的热导率分别为0.34±0.03W/(m·K)和0.73±0.07W/(m·K)。此外，h-BN泡沫在空气中高温退火48h，使热导率进一步提高了近三倍，在室温下达到0.97±0.10W/(m·K)。Wang等[48]通过使用三聚氰胺骨架作为基底和BNNSs作为构建块的重复逐层(L-B-L)组装来制造3D-BNNSs。通过这种方法得到的具有有序和互连BNNSs层的MF@BNNSs支架可作为导热网络，能进一步用环氧树脂填充(见图7)。在超低BNNSs负载量~1.1%(vol)时，获得了相对较高的热导率为0.6W/(m·K)，与环氧树脂相比，热导率提高了233%。此外，得到的环氧复合材料还具有良好的机械性能和优异的电绝缘性。

图7 MF@BNNSs泡沫和EP/MF@BNNSs复合材料的形成过程的示意图[48]

Jiang等将氢键用于调节3DBN互连网络的形成，以充当热塑性聚酰胺-酰亚胺(PAI)材料中的高导热网络。在低BN负载量为4%(wt)/2%(vol)时，制备的电绝缘PAI/3D-BN复合材料的热导率为1.17W/(m·K)，与PAI相比，复合材料的热导率提升409%。他们将热导率增强的原因归结于3DBN互连网络的构建以及羟基化BN和聚乙烯醇之间的氢键作用所构成的有效导热网络[49]。

BN与其它填料的杂化

通过添加高导热填料来增强聚合物导热性的常用方法，通常不能达到预期值，尤其是对于需要电绝缘的复合材料，所以需要引进其它填料来辅助达到预期值。两种或多种导热填料的合理组合可以克服单一导热填料的缺点，发挥其相互协同作用，容易形成导热通路或导热网络，从而大大提升复合材料的导热性能和其它物理性能。

Yao等[50]报道了一种基于仿生的新型导热复合纸。这种受仿生启发的纸相对于传统复合材料的优势在于，它们具有非常高的面内热导率，高达21.7W/(m·K)，以及良好的机械性能和高电绝缘性。高导热性归因于引入的银纳米颗粒改善了组装部件之间的界面相互作用，以及基于氮化硼纳米片和碳化硅纳米线的取向结构(见图8)。

图8 (a)BNNSs-Ag/SiCNW-Ag/PVA纸的制备；

(b)BNNSs-Ag和(c)SiCNW-Ag的TEM图像；

(d)BNNSs-Ag/SiCNWAg/PVA纸的断裂SEM形貌；

(e)BNNSs/PVA和BNNSs-Ag/SiCNW-Ag/PVA纸的热导率[50]。

Li[51]使用单宁酸(TA)作为表面改性剂，通过湿球磨法剥离h-BN微片，有效地获得了少量氮化硼纳米片(BNNSs)。通过对氧化石墨烯(GO)和BNNSs的分散体进行真空抽滤取向，可以容易且低成本地制备GO/BNNSs的层状复合膜。由于GO和BNNSs沿水平方向的有序取向和所使用的纳米片的高固有热导率，使用80%(wt)的BNNSs达到11.9W/(m·K)的高面内热导率。

Kim等[52]通过润湿方法制造基于环氧基质的导热复合材料，使用了h-BN和多壁碳纳米管(MWCNT)的混合填料。9%(wt)的MWCNT足以将BNNSs复合材料的热导率从3.12W/(m·K)增加到4.25W/(m·K)，这是因为BNNSs之间纳米管的嵌入提供了三维热流路径。此外，MWCNTs中断了致密颗粒堆积，并且填充剂浓度从56.7%(wt)降低至43.8%(wt)。在h-BN复合材料的情况下，这种效果相对较弱，因为纳米管在微米级BN颗粒之间聚集(见图9)。

图9 填料分散状态示意图：(a)具有低MWCNT含量的h-BN复合材料；

(b)具有高MWCNT含量的h-BN复合材料；

(c)具有低MWCNT含量的BNNSs复合材料；

(d)具有高MWCNT含量的BNNSs复合材料[52]。

Vu等将具有硅烷功能化的h-BN(fBN)和氧化碳纳米管(oCNT)通过静电相互作用的自组装用于改善导热性，同时保持环氧复合材料的电绝缘性能。含有20%(wt)oCNTs@fBN10的环氧复合材料的热导率为1.26W/(m·K)，与纯环氧树脂相比，其热导率提高了600%，同时即使在高含量的oCNTs@fBN填料的情况下，环氧树脂复合材料也能保证绝缘。热导率的显著改善归因于oCNT和fBN之间物理连接的形成以及oCNTs@fBN在环氧基质中的良好相容性[53]。

Nagabandi等[54]报道了依赖于Ag-BNNSs和有机配体的化学键的新型杂化纳米复合热界面材料(TIM)，物理和化学共轭的TIM的热导率分别为236~258W/(m·K)和306~321W/(m·K)。

Sun等[55]报道了银纳米粒子沉积的氮化硼纳米片/纳米原纤化纤维素复合材料的制备，其具有高达1.31W/(m·K)的高交叉平面热导率。银纳米粒子通过发挥桥接作用可以降低相邻氮化硼纳米片之间的界面热阻，在氮化硼纳米片/纳米原纤化纤维素复合材料内产生更多的导热通路。此外，银的掺入不会破坏原始氮化硼纳米片/纳米原纤化纤维素复合材料的电绝缘性。

Wang等[56]通过构建隔离结构和混合导电网络来提高聚合物复合材料的导热性。将氮化硼(BN)和氮化铝(AlN)机械包裹在超高分子量聚乙烯(UHMWPE)颗粒上，然后进行高压固结。在典型的分离途径中，多面体AlN与相邻的BN微片串联。通过混合导电网络实现了热导率的显着协同增强。

在填料总含量为50%(wt)时，填料比为6∶1的BN-AlN/UHMWPE复合材料的热导率为7.1W/(m·K)，优于BN/UHMWPE和AlN/UHMWPE复合材料，分别提高了35.1%和613%。基于有效介质方法的渗透效应，理论计算表明，AlN在隔离的导电通路中互连BN微片起到桥梁作用，有利于形成更有效的导热通路。

利用两种或者多种导热填料的形态大小差异进行合理组合，可以更好地减少填料之间的间隙，有利于导热链和导热网络的形成，特别是长径比大的片状或者纤维状的填料。这比单一填料更能提高整体的热导率，也可实现较高填充量。除此以外，多种填料的杂化组合使用，对体系黏度有一定的影响。当粒径分布适当时，可同时得到最高热导率和最低黏度，更有利于提高体系的综合性。

结语

综上所述，在BNNSs的制备方面，h-BN的剥离有效降低了层与层之间的声子阻力，更有利于提高热导率，但在大规模制备方面还需要继续探索。在构造氮化硼高导热复合材料方面，通过拉伸高分子薄膜、抽滤以及加外力场等方法使BN取向，这一方法只能宏观控制BN的取向，适用于薄膜材料，无法制备体型材料；通过在BNNSs表面改性的方法通常存在过程繁琐、污染环境(用酸碱来处理BN)等缺点；制备高导热的BN气凝胶(3D网络结构)然后浸入聚合物中成型在实际应用有很大的局限性。通过使用其它导热填料与BN杂化复合，能够通过协同作用提供热导率，但其分散性还有待提高。

现今对BN的研究热度不减，在以后的研究中，应该注重以下三个方面：(1)BN大规模绿色高效剥离的方法；(2)BN在聚合物中的分散性问题，这有利于降低界面热阻；(3)研究新型的复合导热填料，构建微纳米多层次、多尺度的复合导热材料

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