近日，燕山大学高压科学中心，清华大学机械学院，江苏大学机械工程学院以及德国达姆施塔特工业大学人员组成的联合科研团队取得突破，成功制备出高强高导热各向同性六方氮化硼（hBN）陶瓷——测得抗压强度约130 MPa，导热系数约77 W·m^-1K^-1，几乎与方向无关。该成果以“Isotropic hexagonal boron nitride ceramics with high thermal conductivity and strength”为题发表于“先进陶瓷学报”2026年2月刊。

论文地址：DOI: 10.26599/JAC.2026.9221275

各向同性hBN陶瓷机理、微观结构及相关数据

六方氮化硼（hBN）因与石墨具有相似的层状结构而被称为“白石墨”，具备出色的热稳定性、抗氧化性、电绝缘性和导热性，被广泛应用于航空航天、电子器件和高温结构材料等领域。然而，hBN的层状结构也导致其在块体形态中机械性能较差、导热性在x，y轴向上差异巨大，严重限制了其在高端热控组件中的应用。

本次研究中，科研人员采用了一种创新的制备策略，以纳米晶立方氮化硼（cBN）为前驱体，通过放电等离子烧结（SPS）技术，诱导cBN向hBN的相变，实现了对微观结构的精准调控。

通常情况下，对hBN施加高温高压可以超越势垒转化为cBN，本次研发通过初始的纳米cBN在SPS烧结条件下，高温给cBN中的原子提供了足够的能量，但环境压力无法支撑其立方结构，因而形成与hBN→cBN相反的热致逆向相变——利用cBN →hBN的相变过程中的体积膨胀和结构重排，打破了传统hBN陶瓷的取向一致，从而获得了各向同性的高性能陶瓷。

编译整理 YUXI