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1、湖北工业大学硕士学位论文氮化硼纳米材料的制备及应用性能研究姓名：汪金方申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：袁颂东20100501湖北工业大学硕士学位摘要由于氮化硼(BN)具有优良的性能，国内外学者对其制备、性能和应用都进行了大量的研究，如何利用廉价、低毒的原料在低温低压下制备高纯度的氮化硼并充分利用其优良性质是其未来的发展方向。因此，本文针对氮化硼纳米粒子的制备和应用进行了初步的探索。1.以三氧化二硼和甲醇为原料，在不同的温度下采用气相沉积法制备六方氮化硼纳米粒子，并通过扫描电镜、X射线衍射等手段对产物的形貌等进行表征。2.
2、结果表明，随着温度的升高，氧、氢、碳等杂元素被除去，产物中BN的含量相应增加，即纯度增大。当反应温度为980℃时，得到的氮化硼微观形貌是表面光滑且规整的球形，此时的平均粒径也最小，大约是70nm左右，并且粒径均匀，分布范围小。但是，当温度过高时，产物中有团聚现象，有孪晶出现，氮化硼纳米粒子微观形态改变，因此确定此反应的最佳反应温度为980℃。3.将氮化硼膜包覆在碳纤维(CF)表面，改变其表面性质，使其在用作复合材料的增强体时与基体结合更加牢固，同时，提高复合材料的导热、润滑等性能。实验证明，通过气相沉积法，氮化硼膜能很好地包覆在碳
3、纤维表面。4.将氮化硼纳米粒子、BN/CF和尼龙6基体在250℃下熔融共混，制备尼龙6复合材料，分别对混炼了BN纳米粒子、BN/CF、CF的尼龙6复合材料的力学性能、导热、自润滑性等进行检测。5.通过检测分析，证明氮化硼纳米粒子在BN/Nylon6复合材料中存在并且均匀分布。在其制备过程中，尼龙6的晶型、氮化硼纳米粒子的晶型和微观形貌没有发生改变，同时，氮化硼纳米粒子能有效地改变尼龙6的力学性能、提高其热导率，增强其自润滑性能。总之，BN、BN/CF和CF都能提高尼龙6复合材料的导热性能、减小其摩擦系数和平衡吸水率，但是，通过对比
4、发现，由于BN、BN/CF具有较高的表面能，与基体的界面结合较好，因而对复合材料各种性能的影响也较大。关键词：氮化硼，尼龙6，纳米复合材料，导热，自润滑I湖北工业大学硕士学位AbstractOwingtotheexcellentperformanceofboronnitride,scholarsathomeandabroadhavecarriedoutalargenumberofstudiesforitspreparation,propertiesandapplications.Butitsfuturedevelopmentdir
5、ectionsarehowtopreparehigherpurityboronnitrideunderlowerpressureandatlowertemperaturewithcheaper,lowtoxicornontoxicmaterials,andtakefulladvantageoftheirgoodnature.Thereforeapreliminaryresearchwasmademainlyaboutboronnitridenano-particlesforitspreparationandapplication.
6、1.Boronnitridenano-particleswerepreparedwithboronoxideandmethanolasrawmaterials,usingvapordepositionmethordatdifferenttemperature.Andtheproductswerecharacterizedbyscanningelectronmicroscopy,X-raydiffractionandothermeans.2.Theresultsshowedthatwiththeincreaseofthereacti
7、ontemperature,allofoxygen,carbon,hydrogenandothermiscellaneouselementshadbeenremoved,andthecontentsofBNincreasedcorrespondinglyintheproductd,namely,thepurityincreased.Whenthereactiontemperaturewas980℃,theproductswereboronnitridenanosperes,furthermoretheaverageparticle
8、sizewasinasmalldistributionrange.However,whenthetemperaturewashigher,therewasaagglomerationphenomenonintheproducts,andthemor
