随着电子设备的快速小型化和集成化，高效热管理变得至关重要。氮化硼（BN）-聚合物复合材料因其高导热性和电绝缘性能而受到广泛关注。然而，BN与聚合物基体之间的界面热阻限制了其性能。因此，通过界面工程克服这一瓶颈已成为关键研究重点。本综述从界面工程角度系统审视了B

　　随着电子设备的快速小型化和集成化，高效热管理变得至关重要。氮化硼（BN）-聚合物复合材料因其高导热性和电绝缘性能而受到广泛关注。然而，BN与聚合物基体之间的界面热阻限制了其性能。因此，通过界面工程克服这一瓶颈已成为关键研究重点。本综述从界面工程角度系统审视了BN-聚合物复合材料的当前进展。首先，分析了声子介导的热传递机制和界面热阻的瓶颈。随后，根据BN与聚合物之间界面相互作用的形式，对各种界面工程策略进行了分类。这些策略包括共价键合、非共价相互作用和物理形态控制。此外，将缺陷工程作为一个新兴视角进行了讨论，为界面设计提供了见解。评估了上述策略在建立连续导热通路和提升复合材料性能方面的有效性。最后，总结了应用前景并提出了未来研究方向。

　　论文主体部分围绕氮化硼（BN）-聚合物复合材料在热管理中的应用，从界面工程角度系统总结了研究进展，结构如下：

　　随着电子设备小型化和集成化，热管理成为关键挑战。聚合物因加工性好、电绝缘且轻质而被广泛应用，但本征导热率（TC）极低。添加高导热填料（如BN）可提升TC，但填料与基体间的界面热阻限制了性能提升。因此，界面工程成为改善整体TC的核心。BN作为二维层状纳米材料，其TC接近金属铜，兼具低热膨胀系数、高化学稳定性和低密度，是理想填料。然而，BN的惰性表面与聚合物基体界面不相容，导致声子散射严重。本文从界面工程角度，系统概述了BN-聚合物复合材料的研究进展，包括声子传输机制、界面热阻成因，以及基于界面相互作用力（共价/非共价键、物理形态控制）的分类框架，并引入缺陷工程作为新兴策略，同时分析了“制备方法-界面结构-导热率”关联，最后展望了应用前景。

　　BN存在六方（h-BN）、菱形（r-BN）、立方（c-BN）和纤锌矿（w-BN）等多种晶型，本文中BN特指h-BN。其结构类似石墨，由B和N原子交替排列形成平面六方网络，层内强共价键、层间弱范德华力，导致各向异性：面内TC高（420–440 W m?1K?1），面外TC低（约5 W m?1K?1）。这种层状结构使BN成为聚合物基复合材料中研究最广泛的填料。

　　BN具有高面内TC，可快速散热防止局部热点；宽禁带（5.0–6.0 eV）使其成为优良电绝缘体，低介电常数（ε=2–4）适于电子封装；室温下对酸、碱和有机溶剂化学稳定；层状结构赋予其低摩擦系数，可用作自润滑填料；且生物相容性好，无毒性。这些综合优势使BN成为多功能填料，但性能发挥取决于与聚合物基体的界面状态。

　　电子设备中，热量通过传导散失，服从傅里叶定律。在固体中，热传导主要依靠声子和自由电子，但聚合物基复合材料中声子占主导，可用德拜方程描述。BN的面内优异TC得益于强共价键支撑的高效声子传播，层间弱范德华力则导致声子散射。在BN-聚合物复合材料中，需构建连续的BN填料渗透网络作为声子“高速公路”，其效率取决于填料含量、几何形状、取向和分散状态。

　　界面热阻是限制复合材料整体TC的根本因素，其形成机制包括：声子谱失配与散射（BN与聚合物声子频率分布差异大，导致反射和非弹性散射）；弱界面结合与不良接触（BN表面与聚合物仅靠弱范德华力，且存在孔洞、缺陷等微观不完整接触）；界面层形成（表面改性或加工可能引入非晶或低密度过渡层，额外增加热阻）。

　　填料尺寸：大尺寸BN因比表面积小，减少填料-基体界面数量，降低声子散射点；同时网络连通性强，有利形成导热通路。小尺寸BN则因界面增多而散射加剧。

　　填料含量：符合逾渗理论。低含量时填料孤立，TC提升有限；达到逾渗阈值后形成连续网络，TC急剧上升；过量填充则导致团聚，产生无效界面，反而降低TC。

　　BN层数：面内TC随层数增加而下降（因层间散射），面外TC对层数敏感（6 nm以下呈幂律增长，不同堆垛方式差异达60%）。少层BNNS比表面积大、边缘活性位点多，有利于与聚合物形成强界面键，但过薄易团聚；多层BNNS表面惰性强，易形成孤立分散。研究者还关注厚度与横向尺寸的协同效应（高长径比可提升TC）。

　　聚合物链的无序纠缠和弱范德华力导致声子平均自由程极短，成为强散射介质，与BN的声子谱失配是界面热阻的根本来源。不同聚合物的结构、极性和柔性差异导致与BN表面的相互作用力强度不同，较强的相互作用可改善界面结合质量，提高声子耦合效率，降低界面热阻。文中以表格形式对比了多种聚合物基复合材料（如PCL、PS、TPU、SR、NR、PMMA等）的TC增强效果。

　　通过强共价键降低界面热阻。主要方法包括：硅烷偶联剂处理（如VTES、TEOS等，形成分子桥接，提升TC）；聚合物接枝（“接枝到”法或“接枝从”法，如ATRP、ROP等，直接生长聚合物链增强界面结合）；直接共价功能化（引入UPy、POSS等高活性基团，无需偶联剂，直接与聚合物反应，显著提升TC和热稳定性）。

　　利用动态可逆的分子间力，如氢键、静电吸引和π–π堆积。氢键可基于BN表面羟基、氨基等官能团与聚合物链形成密集网络；多巴胺（PDA）涂层、单宁酸（TA）等非共价修饰可增强相容性；π–π堆积适用于含共轭结构的聚合物或芳香环修饰的BN，通过多点大面积堆叠实现稳定界面耦合。

　　通过超声参数（功率、时间、溶剂）控制BNNS的横向尺寸、厚度和边缘化学，直接影响界面接触面积和分散稳定性。极性溶剂可引入含氧基团，非极性溶剂保持表面惰性。

　　采用冷等离子体处理、大气压等离子体结合硅烷偶联剂等方法，在BN表面形成纳米级薄膜或粗糙结构，增强机械互锁，减少界面滑移，降低界面热阻。

　　预先构建BNNTs或BNNSs三维连续导热骨架（如气凝胶、泡沫），再通过真空浸渍或原位聚合引入聚合物。该策略将传统的概率性逾渗网络形成转化为确定性结构设计，最大化填料-填料直接接触，减少界面热阻。但存在机械脆性、浸润不完全、孔隙影响力学性能等挑战。

　　虽然缺陷通常降低BN自身TC，但某些原子空位、Stone-Wales（STW）缺陷或位错缺陷可增强界面TC（如模拟显示5%空位缺陷使h-BN/PDMS界面TC提升22%），或改善界面力学性能（如STW缺陷使h-BN/聚乙烯纳米复合材料拉伸强度和韧性提升超100%）。晶界可作为聚合物链的物理锚点或实现选择性功能化。

　　通过高速剪切或球磨分散BN，操作简单、成本低、可规模化。剪切速率和混合时间影响分散效果，但过高可能损伤BN结构。常添加分散剂（如SDBS、PVP）改善分散。缺点是主要依赖物理力，界面结合弱，热阻高。

　　将聚合物溶解于溶剂后加入BN，经搅拌、超声分散，再蒸发溶剂。溶剂降低粘度，促进BN分散，尤其适用于高粘度聚合物。超声空化效应可剥离BN并均匀分散。关键在溶剂选择（如DMF、THF、DMSO），需同时溶解聚合物且与BN相容。但有机溶剂对环境不友好，蒸发耗时，适用于实验室研究。

　　在单体中分散BN，加入引发剂使聚合物在BN表面原位生长，形成化学键合或物理缠结，增强界面结合。例如，在功能化BN表面原位聚合聚酰胺6（PA6），5 wt% BN负载下TC达0.498 W m?1K?1。但反应条件苛刻，规模化困难。

　　在聚合物熔点以上，利用双螺杆或单螺杆挤出机将BN分散于熔体中。无需溶剂，生产效率高，适合工业制造。但高温下BN可能发生不利反应，高粘度聚合物中分散困难，需辅助技术（如超声辅助熔融共混）。

　　复合材料的最终TC并非填料和基体TC的简单加权平均，而是由加工方法决定的界面结构（键合类型、界面密度、BN网络连通性）直接调控。加工参数与界面结构呈非线性关系，存在最优窗口。例如，超声功率过低则剥离不足，过高则引入缺陷；剪切速率适中可去团聚而不损伤BN；引发剂密度需平衡锚定点与空间位阻。实际开发中，需根据目标TC和各项异性选择加工方法，识别瓶颈参数（如机械混合的瓶颈是弱结合），并在保持网络连通性前提下进行针对性界面工程。未来可结合高通量实验与机器学习建立工艺参数与TC的代理模型。

　　BN-聚合物复合材料因高TC、电绝缘和结构稳定性，可用于芯片散热基板、倒装芯片底部填充材料（如作为导热胶粘剂）以及柔性电子散热材料（如聚氨酯/BN复合材料，TC达1.2 W m?1K?1，弯曲半径

　　<1 mm）。

　　航空航天领域要求轻质、高强、耐热，BN-聚酰亚胺复合材料兼具高比强度、优异热稳定性和耐辐射性，适用于结构件和热管理组件。新能源汽车中，BN-硅橡胶复合材料可作为电池热界面材料，BN-环氧树脂复合材料用于电机绝缘层和散热部件，提升效率和可靠性。

　　BN-聚合物复合材料可增强相变材料（PCM）的TC，加速储热/放热速率。选用可生物降解聚合物基体（如聚乳酸）和绿色改性方法，可制备环保型热管理材料，应用于电子废弃物回收和绿色建筑，提高能源利用效率，减少温室气体排放。

　　本综述以界面工程为核心，系统总结了BN-聚合物复合材料在热管理中的研究进展，指出声子为主热载流子，界面热阻是主要瓶颈。综述了多尺度界面工程策略（表面化学改性、物理处理、工艺控制），并讨论了其在电子封装、航空航天和新能源领域的应用潜力。未来研究方向包括：AI/机器学习驱动的合理界面设计（结合图神经网络、分子动力学模拟和贝叶斯优化）；可规模化制备具有鲁棒界面的垂直取向BN网络（如连续卷对卷工艺、双功能添加剂、长期可靠性评估）。最终需要建立“理论驱动、数据驱动、过程协同”的综合创新模式，实现从实验室性能到工业应用的根本性飞跃。