二维超薄硼纳米片在储能、催化、癌症诊疗领域拥有广泛的应用前景,但是硼独特“三中心两电子”键的成键结构使其更倾向于形成框架结构而非层片结构。本文以Cu-B合金为载体,通过固相扩散生长的手段实现了硼纳米片的制备,较好地解决了硼因为其电子结构而不易形成层片的问题。同时,对硼纳米片的晶体结构、生长机理进行了探讨。在此基础上,本文以Cu-B合金为原料,利用粉末冶金法成功将硼纳米片作为增强相引入到铜基复合材料中,制备了一种硼弥散强化铜基复合材料,实现了力学性能与中子吸收性能的平衡,并对多种晶体结构的硼与铜之间的晶体学关系进行了深入探究,从界面入手揭示了复合材料较高硬度的机理。本文对硼纳米片的制备、生长和应用具有重要的理论意义和研究价值。本文主要研究工作如下:(1)硼纳米片在铜媒介中的制备硼最外层有三个电子,因为其独特的成键方式,硼更倾向于形成框架结构而非层片结构。本文以铜为媒介,通过固相扩散成功制备了硼纳米片。制备共有三个过程:机械剥离、再生长以及萃取。制备出横向尺寸在几纳米到几百纳米,厚度在6nm以下的硼纳米片。通过XPS对硼的化学环境分析可知,硼纳米片中绝大部分为B-B键,几乎未被氧化。通过拉曼光谱的分析和高分辨透射显微镜的观察可知,硼纳米片具有β菱方B和α菱方B两种晶体结构,四边形和正六边形两种基本形貌,其中四边形β菱方B具有孪晶生长机制。(2)硼弥散强化铜基复合材料的制备及性能本文通过粉末冶金法将硼纳米片引入到金属基复合材料中,制备出硼弥散强化铜基复合材料。其工艺过程如下:将质量分数为2wt.%B的Cu-B合金雾化为Cu-B粉末并球磨,在液压机中预压成型后置于无压烧结炉中进行固相烧结,成功得到成形性良好的B弥散强化Cu基复合材料。通过纳米压痕对复合材料的硬度和弹性模量进行测试,复合材料的硬度达到3.04GPa,弹性模量约为107GPa,说明其机械性能良好。对复合材料的中子吸收性能进行了测试,得到了材料中子吸收截面与中子能量之间的关系。探讨了硼的含量、10B的丰度以及第二相形貌尺寸对材料中子吸收性能的影响。(3)复合材料中铜基体与第二相的界面关系传统的第二相弥散强化金属基复合材料由于基体与增强相之间较差的界面结合,机械性能受到较大影响。鉴于此,本文对铜基体和增强相的界面进行了深入研究。复合材料中第二相的B元素含量达到98%以上,固溶有少量的A1、O和Cu等元素,其共有三种晶体结构,分别是β菱方B、τ四方B和α菱方B。通过高分辨透射电子显微镜的观察,发现这三种结构的硼和铜基体之间均存在较好的界面结合。除此之外,在铜和硼中均观察到部分密度较高的孪晶结构,且在两相界面处存在少量因减小界面能而形成的具有一定宽度晶格畸变区,这也是复合材料硬度较高的重要原因。