[发明专利]一种氮化硼纳米管薄膜的制备方法及表面设置该薄膜的材料

说明书

本发明公开了一种氮化硼纳米管薄膜的制备方法及表面设置该薄膜的材料，步骤一，将氧化硼粉末采用不锈钢研磨球和不锈钢球磨罐球磨活化后，放置于容器中，并在容器上方放置基体，基体为不含催化剂的金属、陶瓷、玻璃、复合材料、丝网或多孔材料；步骤二，在通入惰性保护气氛下，从常温开始升温，升温速率为5～10℃/min，温度升到300～500℃时停止惰性保护气氛通入，然后通入高纯氨气，待温度升到1200～1300℃后保温1～8小时，然后停止通入高纯氨气，通入惰性保护气氛，自然降温至室温，在基体上得到氮化硼纳米管薄膜。制备方法简单，成本较低，最终制备得到的氮化硼纳米管薄膜具有良好的耐候性。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，涉及一种氮化硼纳米管薄膜的制备方法及表面设置该薄膜的材料。

背景技术

氮化硼的分子式是BN，是一种由硼(B)原子和氮(N)原子构成的类似石墨的层状结构材料。BN纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围的BN材料。BN纳米管薄膜是一种在陶瓷或金属等基片、丝网或多孔材料表面垂直生长有浓密BN纳米管的一种BN纳米薄膜。由于其表面大量BN纳米管的存在，在基材表面形成浓密的纳米级小突起，提高了其比表面积及表面粗糙程度，从而使其具有良好的吸附性能及疏水性能。同时，由于BN材料具有润滑性好、耐高温、耐腐蚀等性能特点，使得生长该BN纳米管薄膜的基材也具有上述优良特性，特别适合应用于高温腐蚀性等复杂环境，在建筑、军事、医疗、电子设备等领域具有广泛应用前景。目前，关于氮化硼纳米管薄膜鲜有报道，仅有的报道存在成本高、制备过程复杂等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种氮化硼纳米管薄膜的制备方法及表面设置该薄膜的材料，制备方法简单，成本较低，最终制备得到的氮化硼纳米管薄膜具有良好的耐候性。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种氮化硼纳米管薄膜的制备方法，包括以下步骤；

步骤一，将氧化硼粉末采用不锈钢研磨球和不锈钢球磨罐球磨活化后，放置于容器中，并在容器上方放置基体，基体为不含催化剂的金属、陶瓷、玻璃、复合材料、丝网或多孔材料；

步骤二，在通入惰性保护气氛下，从常温开始升温，升温速率为5～10℃/min，温度升到300～500℃时停止惰性保护气氛通入，然后通入高纯氨气，待温度升到1200～1300℃后保温1～8小时，然后停止通入高纯氨气，通入惰性保护气氛，自然降温至室温，在基体上得到氮化硼纳米管薄膜。

优选的，步骤一中，氧化硼粉末在惰性保护气氛中球磨活化0.5～12小时，得到粒径2～10微米的固体粉末。

优选的，步骤二中通入惰性保护气氛的流量均为20～100ml/min。

优选的，步骤二中的惰性保护气氛为氩气。

优选的，步骤二中通入高纯氨气的流量为20～200ml/min。

一种基于上述任意一项所述方法制备的表面设置氮化硼纳米管薄膜的材料，包括基体，基体上生长有多根氮化硼纳米管，多根氮化硼纳米管包括三部分，第一部分垂直生长，第二部分倾斜生长，第三部分弯曲生长，每根氮化硼纳米管各部位直径相同，基体上的所有氮化硼纳米管形成氮化硼纳米管薄膜，氮化硼纳米管薄膜厚度为2.5～3μm。

优选的，基体为不含催化剂的金属、陶瓷基片、复合材料、玻璃、丝网或多孔材料。

优选的，氮化硼纳米管直径为10nm～20nm，长度为2～20μm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：