超声分散技术在氮化纳米片中的应用

超声分散技术在氮化纳米片中的应用 –超声氮化纳米片分散-上海瀚翎

作为兼具高热导性与电绝缘性的新型二维材料，氮化硼纳米片在热管理、介电复合材料等领域展现出巨大应用潜力，而高效分散技术是释放其性能优势的关键。其中，超声分散法因操作简便、易控性强，成为制备氮化硼纳米片分散液的主流技术路径之一。
超声分散制备氮化硼纳米片的核心原理在于能量传递与界面作用。实验中常用的超声波破碎仪通过高频振动产生机械效应，其形成的超声空化现象会释放巨大能量，有效破坏六方氮化硼块体的层间作用力，实现从宏观粉体到纳米片的剥离。这种自上而下的剥离方式能最大限度保留氮化硼的本征性能，避免化学剥离带来的结构缺陷问题。
在实际制备过程中，工艺参数的调控直接影响产物质量。以水为分散介质时，通过优化超声功率与时间，可将氮化硼纳米片的片径尺寸控制在 80-200 nm 范围，片层厚度稳定在 10-20 nm，形成均一性良好的分散体系。这种尺寸规格的纳米片既能保证与基体材料的有效接触，又能减少界面热阻，为后续复合材料制备奠定基础。

不过该技术仍面临分散稳定性的挑战。氮化硼纳米片表面呈惰性，在水中的浸润性较差，容易因作用发生团聚。实验数据显示，在不添加分散剂的情况下，其稳定分散液的浓度上限约为 1mg/mL，过高浓度会导致体系浑浊并出现沉降。这一局限在一定程度上限制了规模化应用，因此分散性优化成为研究重点。
当前行业已探索出多种增效方案。有研究通过引入葡萄糖等助剂，利用其分解产生的羟基基团修饰纳米片表面，显著提升了水分散性与剥离产率；也可采用超声与磁力搅拌结合的方式，通过机械力协同防止团聚，保障粒度分布的一致性。
从应用视角看，超声分散制备的氮化硼分散液已展现实用价值。在热管理领域，其与聚合物复合后可构建高效导热网络；在功能涂层中，均匀分散的纳米片能赋予材料优异的绝缘与耐候性能。随着分散技术的不断迭代，超声法必将在氮化硼纳米材料的工业化进程中发挥更重要的作用。

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