1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
{title}文 献 综 述一、氮化硼1.1氮化硼的结构与性能氮化硼单层为B-N共价键通过sp2杂化交替构造出六角蜂窝状网络，层间由缺电子的B与富电子的N通过范德华力结合堆叠而成，其中B与N与上下层的N和B原子交替相邻。
氮化硼有六方相h-BN、立方相c-BN及无定性相a-BN三种变体[1]，其中六方氮化硼纳米片（h-BNNSs）的性能如下：ａ．介电性能较为出色[2]，h-BNNSs介电常数为3-5，介电损耗低于3.910-4，是具有5.0-6.0 eV宽带隙[24]的电绝缘体。
同时h-BNNSs拥有出色的高温绝缘性，电阻率在常温下达到1016-1018 Ωcm，升温至2000 ℃时仍能达到104 Ωcm。
ｂ．机械性能较佳[4]，具有低摩擦系数，h-BNNSs在高温下由于其较强的面内键合和弱层间范德华力而具有较佳的润滑性[5-7]，因此用作高温固体润滑材料。
ｃ．热稳定性能优异[4,7,8]，在900 ℃时仍存在显著的气体氧化惰性[9，10]，2000 ℃时结构较为稳定，熔点高至3000 ℃。
h-BNNSs（002）晶面上2000 Wm-1K-1的热导率[11]远高于块体h-BN的600 Wm-1K-1 [1]。
ｄ．导热率高[11]，且热膨胀系数较低，CTE=10，因此h-BNNSs具有出色的抗热震性能。
ｅ．化学稳定性显著[1,4,11], h-BNNSs常温下不与一般的酸碱试剂及氧化剂发生反应，对绝大部分熔融金属呈化学惰性，有较佳的阻隔性能[10,12,13]。
同时h-BNNSs不存在毒性，且具有良好的生物安定性[14,15]ｆ．储氢能力出色，h-BNNSs的高比表面积[15]以及孔洞型结构[16]能够起到吸附并储存氢原子的作用。
1.2氮化硼纳米片制备工艺h-BNNSs的制备方法主要可以分为两类自下而上法和自上而下法。
自下而上法包括化学气相沉积法（CVD）和外延生长法等。
自上而下法包括机械剥离法和化学剥离法等。
1.2.1 CVD法CVD法通常为将含有N和B的原料作为前驱体通过加热等途径使其变为气态，在惰性气体及高温条件下传输的氮化硼在基底上沉积。
经研究与理论计算证实[17]，在镍、铜等[6,18,19]不同基底上沉积的氮化硼薄膜能为基底提供长期腐蚀防护。
1.2.2 外延生长法Fabrizion Orlando[30]等通过环硼氮烷（B3N3H6）在Ir(111)面上的分解外延生长制备了h-BN纳米片，温度为170K时，环硼氮烷像苯环一样平行排列并吸附在基板表面，随之开始发生脱氢反应，再加之在吸附过程中的B-N键断裂，形成了原子和分子碎片，从而实现了在基板上的规则化排列而制备了六方氮化硼纳米片。
1.2.3 机械剥离法a. 流体剥离法高速流动的流体产生的剪切力推动h-BN片层滑移，将其高效剥离为h-BNNSs其操作简便，成本低，有较好的工业应用价值。
Chen等人[20]将氮化硼分散在NMP溶剂中，将分散液倒入倾斜的玻璃试管，通过8000 r/min高速离心产生的离心力和剪切力剥离得到h-BNNSs。
b. 球磨法球磨法[21,22]通过硬球在冲击力和剪切力的作用下使得氮化硼片层起皱脱落，同时球与h-BN撞击时的高能量为氮化硼的剥离供应能量，从而使得块体氮化硼剥离成h-BNNSs。
球磨法方法简单易于操作，但得到的h-BNNSs缺陷较多且无法准确控制。
Lei等人[22]将h-BN于尿素混合，通过不锈钢球的高剪切力使得吸附在h-BN表面的尿素颗粒通过边缘缺陷楔入h-BN层间，剥离得到h-BNNSs。
1.2.4 化学剥离法化学剥离法利用溶剂分子与h-BN间的相互作用对抗氮化硼层间范德华力，易操作、高产量、质量佳，是前景可观的h-BNNSs制备工艺。
a. 类Hummers法受石墨烯剥离工艺的启发，Du等人[24]采用改进的Hummers法，利用H2SO4与KMnO4反应的氧化作用使H 离子插层进入h-BN层间，MnO2与H2O2反应释放氧气进一步插层以对氮化硼进行剥离，制备得到大尺寸h-BNNSs。
b. 液相超声法h-BN借助超声能量以溶剂辅助剥离，随后通过高速离心取上清液为h-BNNSs分散液。
选择溶剂时应考虑溶剂在对h-BN存在剥离效果的同时也能稳定其分散状态。
经研究表明[2,23,24]超声剥离效率及稳定性与溶剂的表面张力相关，同时所选溶剂与h-BN间的相互作用越强，即两者间表面能相近，剥离效率及稳定性越佳。
异丙醇（IPA）[23-25]二甲基甲酰胺（DMF）[26]、N-甲基吡咯烷酮（NMP）[25]、1,2二氯乙烷[27]等溶剂与h-BN表面能相近，已被证实能在超声条件下成功制备出厚度小于10 nm的h-BNNSs。
Chen等人[28]利用蔗糖辅助机械化学剥脱以实现去角质和功能化，然后将所得的h-BNNSs与蔗糖分子共价接枝，并充分分散在水和有机液体中。
通过这种方法能够更好的克服h-BN层间的范德华力及lip-lip相互作用，以制备得到剥离效果更佳的h-BNNSs。
这种剥离方法操作简单，反应过程温和且应用广泛，为后续在聚合物中的稳定分散奠定了基础。
二、氮化硼纳米材料剥离机理陈浩等人[29]在二维材料剥离领域中首次将三乙醇胺单独作为液相剥离溶剂进行二维材料纳米片的剥离制备的一种简单易行、环保低耗且能够制备大尺寸、高浓度、高稳定性的六方氮化硼分散液的剥离方法。
如图 2（c）所示，三乙醇胺分子呈锥形结构，其分子式为C6H15NO3，分子量为149.2，熔点为21.1 ℃，在标准大气压下的沸点为360 ℃，因此在进行液相剥离实验时，温度最好不低于25 ℃。
其相对密度与水接近，为1.1258 g/m L,它是一种无色或淡黄色透明粘稠状液体，略有氨味，呈强碱性，吸湿性较强，在非极性溶剂中几乎不溶解。
三乙醇胺分子可以看作是氨分子的三个氢原子被-CH2CH2OH 取代而成，因此三乙醇胺分子中的氮原子可以认为是位于锥顶位置，整个分子呈中心对称的三维空间结构，三个羟基分布在不同方向上。
这些位于锥顶的氮原子能够吸附在六方氮化硼表面：六方氮化硼表面的硼原子处于缺电子状态，因此它可以与作为电子供体的三乙醇胺分子中的氮原子相结合（如图2（a）所示），其位于锥顶的有利空间位置为这种吸附作用提供了更大的可能。
由于这种吸附作用的存在，在外界剪切力的作用下，剪切力带动三乙醇胺分子移动，而三乙醇胺分子又吸附于六方氮化硼表面，这样就带动了其表面的片层移动，从而导致纳米片层之间发生滑移而使片层脱落。
滑移过程中产生了新的六方氮化硼表面，这时，体系中游离的三乙醇胺分子会吸附在新产生的表面上。
如此循环往复，氮化硼粉末就会被层层剥离最终形成氮化硼纳米片（如图2（c）所示）。
由于三乙醇胺分子中含有大量的羟基和氮原子，因此，体系内部会形成大量的氢键。
此外，三乙醇胺分子又具有锥形的三维空间结构。
这些氢键将三乙醇胺分子联结在一起就形成了空间网络。
当撤去外界施加的剪切力之后，这些已被剥离的纳米片要想重新堆叠在一起就必须克服氢键联接的三维网状结构所形成的强大空间阻力。
因此，该六方氮化硼/三乙醇胺分散液具有较好的稳定性，能够稳定保存9个月以上。
图2 六方氮化硼剥离机理（a-c）和三乙醇胺分子结构图（d）[50]三、论文研究目的与研究意义导热聚合物基复合材料广泛应用于航空航天、微电子封装、LED 照明、换热工程、电磁屏蔽等国防和民用领域，已在现代高科技领域发挥着重要作用。
然而，随着电子器件集成化不断提高，对材料的性能提出了更高的要求。
其中，六方氮化硼( h-BN) 微米粉末是导热率高的填料，其结构是一种等量的硼原子和氮原子以SP2 杂化方式成键，形成具有六方晶系 III-V 族化合物，其晶体结构与石墨类似。
将微米 h-BN 粉末片层剥离到几纳米～几十纳米厚度时，可得到 h-BN 纳米片（h-BNNSs），其热传导性能、电绝缘性能、光学性能、力学性能等将发生显著的变化。
在低填充量情况下，能显著提高高分子材料的导热率，保持电绝缘性能。
但由于氮化硼层与层之间的作用力远比石墨间的大，因此，通过液相剥离氮化硼粉体制备纳米片更具挑战性。
目前制备氮化硼纳米片的微机械剥离法、化学气相沉积法、二次外延生长法等存在能耗大、制备时间长、低产量和制备工艺条件苛刻等缺陷；而蔗糖辅助球磨-超声波液相剥离法制备氮化硼纳米片法是一种经济、高效、量产化的方法。
本课题通过蔗糖辅助球磨-超声波液相剥离法制备氮化硼纳米片，研究蔗糖辅助球磨-超声波液相剥离氮化硼及其剥离影响因素、讨论氮化硼纳米片剥离机理；采用溶液混合-热压技术制备聚氨酯/氮化硼纳米片复合材料，表征其导热行为，研究复合材料制备工艺及填充量等因素对复合材料导热性能的影响，讨论填充型聚合物基复合材料的导热行为，对氮化硼纳米片制备工艺的优化和产率的提升具有积极的作用。
因此，弄清氮化硼纳米片制备工艺对产率的影响、复合材料制备工艺及填充量等因素对复合材料导热性能的影响，掌握氮化硼纳米片剥离机理和填充型聚合物基复合材料的导热行为，对制备高导热聚合物基复合材料具有重大的意义。
参考文献[1]. Zheng Z , Cox M C , Li B . Surface modification of hexagonal boron nitride nanomaterials: a review[J]. Journal of Materials Science, 2018, 53(1):66-99.[2]. Lin Y , Connell J W . Advances in 2D boron nitride nanostructures: nanosheets, nanoribbons, nanomeshes, and hybrids with graphene[J]. Nanoscale, 2012, 4(22):6908.[3]. 潘安. 低维氮化硼纳米材料的合成与光致发光性能研究[D]. 2015.[4]. Meng W, Huang Y, Fu Y, et al. Polymer composites of boron nitride nanotubes and nanosheets[J]. Journal of Materials Chemistry C, 2014, 2(47): 10049-10061. [5]. Azevedo, Srgio, Kaschny J R , De Castilho C M C , et al. Corrigendum: Theoretical investigation of native defects in a boron nitride monolayer[J]. Nanotechnology, 2007, 18(49):495707.[6]. Gao C , Guoa G , Zhang G , et al. Formation mechanisms and functionality of boundary films derived from water lubricated polyoxymethylene/hexagonal boron nitride nanocomposites[J]. Materials Design, 2017, 115:276-286.[7]. Joshi M D, Goyal A, Patil S M, et al. Tribological and thermal properties of hexagonal boron nitride filled high-performance polymer nanocomposites[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2017, 134(4). [8]. Wu H , Kessler M R . Multifunctional Cyanate Ester Nanocomposites Reinforced by Hexagonal Boron Nitride after Noncovalent Biomimetic Functionalization[J]. Acs Appl Mater Interfaces, 2015, 7(10):5915-26.[9]. Yi M , Shen Z , Zhao X , et al. Boron nitride nanosheets as oxygen-atom corrosion protective coatings[J]. Applied Physics Letters, 2014, 104(14):2979.[10]. Li L H , Chen Y . Atomically Thin Boron Nitride: Unique Properties and Applications[J]. Advanced Functional Materials, 2016, 26(16):2594-2608.[11]. 张平奇. 氮化硼纳米片的规模化制备工艺探索[D].大连理工大学,2016.[12]. Sun W , Wang L , Wu T , et al. CommunicationMulti-Layer Boron Nitride Nanosheets as Corrosion-Protective Coating Fillers[J]. Journal of the Electrochemical Society, 2016, 163(2):16-18.[13]. Husain E , Narayanan T N , Taha-Tijerina J J , et al. Marine corrosion protective coatings of hexagonal boron nitride thin films on stainless steel.[J]. Applied Materials 2020.12.17至2021.1.31毕业设计准备，准备开题报告及资料搜集。
2021.2.1至2021.2.21准备开题报告，明确研究方案。
2021.2.22至2021.3.31根据经济性分析结果和财务预算，进行原料采购、装置搭建和实验流程的设计与实施，部分样品的制备与研究。
2021.4.1至2021.5.10在前期研究基础上，系统研究各影响因素对样品的性能的影响，制备样品，进行系统测试与表征。
2021.5.10至2021.5.31在前期研究基础上，优化实验条件和工艺参数，详细、系统分析实验数据，得出确切研究结论。
2021.5.15至2021.6.6撰写毕业论文。
2021.6.4至2021.6.8指导教师分组交换审阅毕业论文、学生修改毕业论文并准备毕业答辩 2021.6.10之前完成毕业答辩。
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
