董骏峰 王洪红 李孝建 张海军

武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室 湖北武汉 430081

氮化硼（BN）具有介电常数低、热膨胀系数低、热导率高、电绝缘性良好及高温稳定性好等优点，是一种应用广泛的非氧化物陶瓷材料［1］。BN的晶体结构与碳相似，主要含有4种同分异构体，硼（B）和氮（N）原子通过sp3杂化方式成键形成的立方BN（c-BN）和纤锌矿BN（w-BN）以及B和N原子通过sp2杂化方式成键形成的六方BN（h-BN）和菱形BN（r-BN）［2-4］。目前，c-BN和h-BN的相关研究较多。c-BN的抗氧化性与金刚石相似，硬度仅次于金刚石，但热稳定性和化学稳定性优于金刚石，可以作为机械部件的耐磨涂层。h-BN具有石墨的层状结构，故又被称为白色石墨［5-7］；因其优异的电绝缘性、良好的力学强度、抗氧化性和化学稳定性，可作为电绝缘体、耐火材料、保护涂层和光学涂层以及复合材料的界面相等［8-14］。

一维管状材料因其优异的力学、电学、光学及热学性能受到了广泛的关注。BN纳米管（BNNTs）可认为是层状h-BN弯曲滚动形成的，也可看作是晶格结构中的硼（B）和氮（N）原子交替取代碳纳米管（CNTs）中的碳原子形成的管状结构材料［15-17］，既具有h-BN的优点，也具有纳米管的优点。1994年，Rubio等［18］采用分子动力学模拟的方法从理论上预测了BNNTs的稳定存在。1995年，Chopra等［19］采用电弧放电法首次合成了BNNTs。

BNNTs具有如下优点：1）优异的力学强度（轴向杨氏模量高达1.3 TPa）［20］和高的热导率［21-22］；2）高的层间黏滞摩檫力，可以作为良好的减震材料［23］；3）良好的热稳定性［24］和化学稳定性［25］，其氧化起始温度约为800℃；4）BNNTs因其独特的表面形貌和对空气分子的高吸附能力［26］，具有超疏水性（水接触角＞150°，滚动角＜10°）；……