近日，一項由桂林理工大學、北京大學、香港理工等院系與相關重點實驗室的聯合科研團隊通過放電等離子燒結（SPS）技術，制備出氮化硼微帶（boron nitride microribbon，BNMR）/Al₂O₃復合陶瓷，制備出在密度、硬度、斷裂韌性和彎曲強度方面比氧化鋁基板全面提升的高導熱基板（導熱系數提升45.6%）。

BNMR的XRD、SEM、EDS圖像

氮化硼微帶（BNMR）以特殊方法合成，通常具有微米級別的寬度和納米級別的厚度，這使得它在電子學、光學、力學等領域具有潛在的應用價值，其優異的機械強度和穩定性認為是制備復合材料的理想材料。

本次成果顯示，當BNMR含量為5wt%時，BNMR/ Al₂O₃復合陶瓷比純Al₂O₃陶瓷表現出更多增強的特性。特別地，相對密度、硬度、斷裂韌性和彎曲強度分別為99.95±0.025%、34.11±1.5GPa、5.42±0.21MPa·m^1/2和375±2.5MPa。與純Al₂O₃陶瓷相比，這些值分別增加了0.76%、70%、35%和25% 。

此外，在SPS過程中，BNMR會受到高溫和高壓的作用，導致Al₂O₃基體發生彎曲和變形；這導致其內部形成特殊的熱通道。與純Al₂O₃陶瓷相比，復合陶瓷的介電常數降低了25.6%，而導熱系數提高了45.6% 。這項研究的結果為通過將新型BNMR作為第二相來增強Al₂O₃基陶瓷基材的性能提供了寶貴的見解。這些改進對于電路基板和需要具有改進的機械性能和導熱性的高性能材料的相關領域的潛在應用具有重要意義。

編譯整理 YUXI