约束再成型技术制备高导热氮化硼纳米片全陶瓷纤维及其热管理应用研究

本研究针对二维材料纤维制备中结构致密性与取向调控难题，来自国内团队通过约束再成型结合超快烧结技术，成功研制出具有高取向度（Herman取向参数0.789）和创纪录热导率（42.1 W·m?1·K?1）的氮化硼纳米片全陶瓷纤维（BACFs）。该突破为高性能热管理材料及致密二维材料纤维的规模化制备提供了新范式。

　　

通过创新性的约束再成型工艺（restrained reshaping），研究人员成功将单轴压力转化为周向压缩力，实现了氮化硼纳米片（BNNS）在全陶瓷纤维（BACFs）中的可控形变与连续应力传递。该技术使纤维获得86.4%的高相对密度和0.789的赫曼取向参数（Herman's orientation parameter），显著提升了二维纳米片的定向排列程度。结合超快烧结工艺，高度致密化和取向化的BNNS在晶界处形成强化融合，最终制得的纤维展现出42.1 W·m^?1·K^?1的创纪录热导率，并具备优异机械柔韧性（弯曲半径＜0.3 mm）。当BACFs被编织成织物时，其独特的BNNS取向结构同时强化了纤维内和纤维间的热传导通路，展现出卓越的散热性能。本研究为开发高性能热管理材料及致密二维材料纤维提供了一种可规模化推广的新型制备策略。