电子工程师一直在寻找更好的绝缘材料以用于他们的项目。找到合适的产品可以延长产品的使用寿命，并提高性能并减少使用过程中的热量。在过去的几年中，研究人员在使用氮化硼对电子器件进行绝缘时取得了特别可观的结果。氮化硼是固体和粉末形式的合成陶瓷材料。由于它的微观结构与石墨相似，因此有人将其称为“白色石墨”。与石墨不同，氮化硼作为电子绝缘体的性能很好，氧化温度比该材料高。

科学家们正在努力测试和验证氮化硼作为电子绝缘体的有用性。以下是与此相关的一些最新成就。

    一个小组对待氮化硼使其与其他材料结合  

除了其绝缘性能，氮化硼还坚固，轻便且具有导电性。然而，其天然的耐化学性和在表面水平上缺乏分子结合位点为那些想要与其他材料一起使用氮化硼的人带来了障碍。

一个研究小组发现，用氯磺酸处理氮化硼会产生正电荷。酸的排斥性使氮化硼层分离成片，并在每一层上形成结合位点。这些结果可能导致将氮化硼与纳米粒子，分子和其他二维纳米材料相接触的机会。

研究发现的主要作者维卡斯·贝里（Vikas Berry）解释说：“我们表明，分离的氮化硼片表面的正电荷使其具有更大的化学活性。质子化-向原子上添加正电荷“内部和边缘的氮原子产生了一个支架，其他材料可以与之结合。”

贝瑞还发现在复合材料中使用氮化硼的潜力。如果进一步的实验显示出预期的效果，研究人员可以得出结论，将其用作绝缘体的可能性比他们最初认为的要广泛。

    工程氮化硼球粒克服了先前的挑战  

当设计电子产品的专业人员进入选择绝缘材料的阶段时，他们必须考虑各种与性能相关的属性，以便做出最佳选择。例如，G10 / FR4是由用环氧树脂处理过的电子玻璃布制成的选件。它具有每平方英寸70,000磅力的抗弯强度。还有聚酯薄膜，它是一种高度稳定的绝缘体，可以承受高温和潮气。

选择绝缘子时，工程师要小心选择具有他们所需和想要的大多数特性的选件。由于使用氮化硼作为绝缘材料是一种相对较新且仍在不断出现的可能性，因此研究人员经常会遇到一些最初似乎是有限的惊喜，因此他们需要采用创新的方法来解决这些问题。

随着研究人员开始更多地了解六方氮化硼形式，一些人想知道其氮化硼的电绝缘性能和高导热性是否会使其成为散热器和散热器的替代材料。但是，在将材料用于此目的时，科学家发现氮化硼在不同方向上具有不均匀的导热性。

通过垂直穿过氮化硼制成的薄膜，不允许热量从热点转移。取而代之的是，它沿胶片水平扩散，从而效率低下。通过使用基于火花等离子体烧结技术的开创性工艺，科学家将粉末状的氮化硼转变为固体状的颗粒状。

这种新形式在三个方向上显示出导热性和有效的散热性。最重要的是，在本主题范围内，粒料保留了其电绝缘性能。科学家们还发现它们比大多数金属材料更安全，从而可以放置在尽可能靠近热设备的位置，而不会损坏它们。

    去除杂质的可行方法  

自在实验室中制造这种材料以来的二十多年中，研究人员了解到，氮化硼纳米管（BNNT）是电绝缘体，预计导热率是铜的10倍。然而，使用常规生产方法的BNNT的纯度水平差异很大。它们的范围从30％到70％，使BNNT不适合要求严格的行业。

研究人员设计了一种纯化BNNT纳米管的新方法，该方法可去除99％以上的杂质。它涉及使用称为庚烷的温和碳氢化合物，以及低于沸水的温度。其他科学家尝试的先前方法要求使用高达1400 ° F的温度，这会损坏BNNT。这种更新的方法对他们没有危害，研究人员认为他们的方法具有工业级的可扩展性。

该方法导致了有史以来最纯净的BNNT的开发。它们的应用范围从国防和航空航天到制造更好的太阳能电池板或较小的电子产品。随着团队继续成功地创建这种新工艺，由于氮化硼的绝缘性能和其他优点，越来越多的电子产品将采用氮化硼成为可能。

    氮化硼可用于更小型、更优质的电子产品  

对于电子产品，尺寸至关重要。消费者逐渐需要更细，更纤细的产品，并且他们通常不考虑满足他们的需求时可能出现的困难。创建更小尺寸设备的一个目标涉及使连接芯片各部分的电线（互连）的尺寸最小化。较小的尺寸可以加快性能和设备响应速度。

选择用于互连的绝缘材料是使其更小的关键。但是，成功并不总是那么简单。除了具有热，化学和机械稳定性外，选择用于互连的材料还应充当扩散屏障，以防止金属迁移到附近的半导体中。

此外，还有一个称为介电常数的参数，它定义了材料的绝缘性能。互连的合适选择必须具有不大于2的介电常数。数十年来，科学家们一直在寻找互连材料的更好选择。但是，由于机械性能差或缺乏化学稳定性，许多产品最终在整合后会失败。

但是，当科学家大规模合成由非晶态氮化硼制成的薄膜时，他们发现该薄膜在100 kHz时具有创纪录的低介电常数1.78。科学家在硅基板上创建了它，从而产生了厚度仅为3 nm的薄膜。此外，实验室测试表明材料如何阻止金属原子从互连线移动到绝缘体。

研究人员的发现为增强型高性能电子产品的未来铺平了道路。即使它们在进一步的测试中遇到无法预料的困难，迄今为止取得的进步也强烈表明，非晶氮化硼可以满足许多较小互连的必不可少的需求。

    氮化硼的美好前景  

科学家们验证了氮化硼的电绝缘性能后，许多人意识到氮化硼具有适合高科技电子产品需求的其他特性。不断发展，但不久之后您就会听说电子制造商在现实世界中使用氮化硼。从实验室过渡通常不是一个简单的过程，但是氮化硼的潜力为科学家和工程师提供了充分的理由来努力实现这一目标。