KMS Lanzhou Institute of Chemical Physics，Chinese Academy of Sciences
| 氟化氮化硼纳米片的制备及性能研究 | |
| Alternative Title | 无 |
白永庆
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| Thesis Advisor | 张俊彦 ; 唐宏亮 |
| 2019-05-22 | |
| Degree Grantor | 中国科学院大学 |
| Place of Conferral | 北京 |
| Degree Name | 工程硕士 |
| Department | 先进润滑与防护材料研究发展中心 |
| Degree Discipline | 材料工程 |
| Keyword | 球磨 氟化氮化硼纳米片 水基润滑 电磁波吸收 Ball milling F-BNNS Water-based lubrication Electromagnetic wave absorption |
| Abstract | 六方氮化硼（HexagonalBoronNitride，h-BN）俗称“白石墨”，具有与石墨类似的层状结构，这赋予其类石墨的高导热，高机械强度和高耐蚀性。此外h-BN还具有优异的生物相容性，吸附性，绝缘性以及高温抗氧化性。这些优异特性使h-BN在防腐/抗氧化涂层，高温/导热复合材料、电子器件和催化剂载体等领域有着广泛应用，因而引起科研工作者的广泛关注。 表面功能化是实现材料，尤其是二维层状材料性能拓展的重要手段。通过hBN表面改性/修饰，会极大丰富h-BN的性能，亦将显著提升h-BN在实际使用中的价值。然而，由于h-BN具有超强化学稳定性，因此极难被修饰。所以开发一种大规模，简单，高效的h-BN功能化工艺将显得极为紧迫。基于此问题，本文开发了一种简单的氟化氮化硼纳米片（FluorinatedBoronNitrideNanosheets，F-BNNSs）制备工艺，成功制得高质量F-BNNSs。在此基础上，本文进一步研究了F-BNNSs的水基润滑及电磁波吸收性能。并获得如下主要成果： 1.采用氟化铵（NH4F）辅助球磨工艺，本文成功制得高质量F-BNNSs。通过X射线光电子能谱（XPS）和傅里叶转换红外光谱（FTIR）等材料表征手段，对F-BNNSs中氟离子的修饰态进行分析。表明NH4F辅助球磨条件下，氟离子（F-）会刻蚀B-N键，而与B、N原子形成B-F、N-F键，最终实现F-在六方氮化硼纳米片（HexagonalBoronNitrideNanosheets，h-BNNSs）表面的修饰。此外，本文还通过扫描电子显微镜（SEM），透射电子显微镜（TEM）和原子力显微镜（AFM）对F-BNNSs的微观结构/形貌进行表征。表明，制得的F-BNNSs厚度约为几纳米，且具有较好晶体结构。 2.基于F-BNNSs的制备，本文研究了F-BNNSs在水基条件下的润滑性能，实现了F-BNNSs在水基条件下的低摩擦。当F-BNNSs在去离子水中浓度达0.5mg/mL，其摩擦系数可降低至0.081±0.009，其磨损率可降低至(2.70±0.42)10-6mm3/Nm，相比去离子水，F-BNNSs具有极优异的水基润滑性能。 3.基于F-BNNSs的制备，本文研究了h-BNNSs在氟离子修饰条件下的电磁波吸收性能。结果表明，通过氟离子修饰，h-BNNSs的磁性显著增强，吸波性能也显著提高，使无电磁波吸收性能的全透波材料在一定程度拥有较强电磁波吸收性能。当F-BNNSs在石蜡中的添加量为40wt%，其在12.84GHz的吸波值可达-10.87dB，实现90%以上的电磁波吸收。 本论文的创新点：通过表面功能化，首次实现h-BNNSs的高性能吸波和水基条件下的低摩擦。拓展了h-BNNSs的性能和使用范围，为以后h-BNNSs的研究提供了新思路。 |
| Other Abstract | 无 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/25266 |
| Collection | 中国科学院兰州化学物理研究所 |
| Affiliation | 1.中国科学院兰州化学物理研究所; 2.中国科学院大学 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 白永庆. 氟化氮化硼纳米片的制备及性能研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2019. |
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| 201962白永庆.pdf（5029KB） | 学位论文 | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Application Full Text | ||
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