【据美国国家橡树岭国家实验室网站2024年1月12日报道】美国国家橡树岭国家实验室开发出一种由六方氮化硼构成的涂层，能够降低金属材料表面摩擦系数，提升抗腐蚀及抗高温氧化的能力，进而提升多领域金属零部件性能，例如增强航空发动机涡轮叶片的耐高温性能、降低摩擦损伤，提高太阳能电池的导热能力和使用寿命等。研究结果发表在《Advanced Materials Interfaces》期刊上。

腐蚀问题影响交通、基建、海洋系统等结构，每年造成数万亿美元的经济损失。六方氮化硼（hBN）是一种常见的2D材料，作为一种类似于石墨烯的超宽带隙绝缘体，层状hBN具有优异的化学惰性、热稳定性和机械稳定性。早期研究发现，hBN层可以保护金属免受氧化与摩擦，已被广泛用作新兴电子器件的保护层，但在大型部件保护涂层方面，现有生产技术在一致性、产量和规模上仍存在困难——常用的hBN合成技术涉及危险的前驱体，在大型反应器中难以控制前驱体的均匀分解。

本研究中，团队采用气态氮分子与各种形式的固体硼（B、B2O3或B4C）作为前驱体，使用一种称为常压化学气相沉积的工艺在含铁/镍金属基底上实现hBN的适形生长。团队系统地优化了温度、催化剂成分等多个参数，成功形成了保护涂层。拉曼光谱显示，即使在形状复杂的样品上，表面也完全覆盖。涂覆hBN后的不锈钢可抵抗10% HCl的腐蚀，在850℃空气具有良好抗氧化性，摩擦系数也可降低一个数量级。该研究涉及工艺的关键点在于氮气的使用，仅在催化剂表面被活化，可消除不利的气相反应，实现大体积hBN涂层的合成，在成本、产量和工艺安全性方面均具有优势。