隨著工業電子行業的發展（zhǎn），電子元件、集成電路趨於密集化、小型化，“熱”已經成為電器的運行的頭等大敵。為了最大程度避免因散熱不力導（dǎo）致的電器（qì）故障，一般會在電子產品的發熱體與散熱設施之間的接觸麵塗敷導熱矽膠以及導（dǎo）熱性矽膠製品為輔（fǔ）助，那麽（me）它的作用你都了解過（guò）嗎？

導熱矽膠是一種具有一定的柔（róu）韌性（xìng）、優良的絕緣（yuán）性、壓（yā）縮性、表麵天然的粘性，專門為利用縫隙傳遞熱量的設計方案生產的產品。除了能填充縫隙，完成發熱部位與散熱（rè）部位間的熱傳遞，同（tóng）時還起到（dào）絕緣、減震等作用，滿足設備小型化（huà）及（jí）超薄化的設計要求，且厚度（dù）適用範圍（wéi）廣，因此作為一種極佳的導（dǎo）熱填充材料被廣泛應用於（yú）電子電（diàn）器產品中。

不過普通矽膠產（chǎn）品是熱的不良導體（tǐ），因此需要添加適合的導熱填料以提高其導熱性能，而在無機非金屬導熱絕（jué）緣粉體填料中，氧化鋁不但具有良好的絕緣性能，而且其導熱率也不低（常溫導（dǎo）熱率（lǜ）為30W/m·K），在種種優（yōu）勢加持下成為了最為常用的導（dǎo）熱填料之一。

說是導熱率不錯，實際上離（lí）“良好”還是很（hěn）有些距離的（比如（rú）說氮化鋁的導熱率為150W/m·K，是它的至（zhì）少五倍），氧化（huà）鋁最出色的地方（fāng）應該是在於它的性價比。為了不失去這種優勢，並同時提高氧化鋁的應用優勢，就得想方設法在原料不變的前提下提高矽膠的導熱性能。主要可選擇的方向有兩個，一是填料（liào）能在基體（tǐ）中形成導熱鏈或導（dǎo）熱網；二是提高氧化鋁填料自身導熱率。

一、導熱（rè）網絡的形（xíng）成

根據熱力學，導熱即熱能以振動能的形式傳遞，即由物質內部（bù）微觀粒子相互碰撞和傳遞。由於矽膠是由不對（duì）稱的極性（xìng）鏈節所構成的高分子材料（liào），整個分子鏈不能完（wán）全自由運動，隻能發生原子、基團或（huò）鏈節的振動，因此導熱率很低，是熱的不良導體，隻有通過填充高導熱性的填料增加材料的熱導率。

當加入的填料量較少時，填料在矽膠基體中的分布近似以孤島形式出現，此時導（dǎo）熱率提高不大。為了提高導熱絕緣矽膠的導熱率，必須（xū）提高矽膠中填（tián）充氧化鋁的填充量，使氧化鋁（lǚ）顆粒在材料內部形成導熱通道。但是（shì）一味提高氧（yǎng）化鋁填充量，就會對矽膠體係的工藝性能及產品（pǐn）的性能造成影響（xiǎng）--一般來說，當氧化（huà）鋁（lǚ）填充到導熱材料中，隨著填充（chōng）量的（de）增（zēng）加（jiā），導熱材料的拉伸強度和硬度逐漸提高（gāo），而材料的柔韌性逐漸變差，其（qí）斷裂伸長率不斷降低，這是因為氧化鋁填充到高分子複（fù）合材料中，氧化鋁粉體對基體起到增強作用。

因此在製備高導熱絕緣矽膠材料時，不能單純（chún）依靠提高填充量來增加導熱性能，因為導熱絕緣矽膠不但要求材料的導熱性，而（ér）且對粘度、可壓縮性、柔韌（rèn）性均有所要求。若想進一步提高導熱（rè）矽膠材料的導熱（rè）率，就得（dé）通過提高氧化鋁填料自身的性能來實現。此外，采（cǎi）用（yòng）不同粒徑、不同形狀的導熱填料和不同種類的導熱（rè）填料複配填充，也可以發揮各種填料（liào）的特點，提高材料的熱導率（lǜ），並降低成本。

對於導熱矽膠來說（shuō），粘度、可壓縮性、柔韌性同樣很重要

二、提高氧化鋁自身導（dǎo）熱率

若要提高氧化鋁自身的導熱率，必須提高晶體（tǐ）的結晶程度和致密度，因此氧化鋁填料必須具（jù）有高的α相含量，這是因為α相氧化鋁（lǚ）為六（liù）方結構（gòu），是氧化鋁變（biàn）體中最為致密的結構。此外，α相納米氧化鋁還具有高硬度、高強（qiáng）度、耐熱、耐腐蝕等特性，其製備有多種工藝路線，主要采用的有以下幾種：

1.化學熱解法

化學熱解法要包括銨明礬熱解法、碳酸鋁銨熱解法和噴霧熱解（jiě）法3種。

①銨明礬熱解法是用硫酸鋁銨溶液與硫酸銨反應（yīng），製得銨明礬，再加熱分（fèn）解成納米氧化鋁，此法工藝（yì）簡單，但生產周期長，難實現規模化；

②銨明礬熱解法改進後形成了碳酸鋁銨熱解法，目前已（yǐ）見報道的是將銨明礬與碳酸氫（qīng）銨反應製得銨片鈉鋁（lǚ）石前驅（qū）沉澱，然後經1200℃灼燒，可製得粒徑為15nm的氧化鋁粉（fěn）體；

③噴霧熱解法是將金屬鹽溶液以霧（wù）狀噴入高溫氣氛中，使其中的水分蒸發，金屬鹽發生熱分解，析（xī）出固相，直接製備出納米氧化鋁（lǚ）陶瓷粉。

2.非晶態（tài）晶化法

此（cǐ）法（fǎ）主要是（shì）使非晶態的化合（hé）物（wù）經退火處理後晶化。這（zhè）種（zhǒng）方法可生（shēng）產出成分準確（què）的納米材料，且不（bú）需經過成型（xíng）處理，由非（fēi）晶態可直（zhí）接製備出納米（mǐ）氧化鋁（lǚ）。這種方法生產的納米結構材料的塑性對晶粒的粒徑十分敏（mǐn）感。隻有粒徑（jìng）較（jiào）小時，塑性較好，否則材（cái）料變得很脆。此方法法設備工藝簡單，產率高，成本低，環境汙染小，但產品粒度分布不均（jun1），易團聚。

3.溶膠-凝膠法

該法在氧化物納米粉製備（bèi）中應用較多。其化學過程是將原料經水解反應生成（chéng）活性單（dān）體，再聚合成溶（róng）膠，進而生成具有一定（dìng）結構（gòu）的凝膠，最後經幹燥（zào）和熱處（chù）理得納米粒子。整（zhěng）個反應是：分子態-聚合體-溶膠-凝膠-晶（jīng）態（或非晶態）的過程。

溶膠凝膠法反應溫度低，產品（pǐn）晶型、粒度可控（kòng），且粒子（zǐ）均勻度高（gāo），純度高，反應過程易於控製，副反應少，但產品團聚問題顯著，且以有機物為原（yuán）料時毒性大，價格高。

4.液相沉澱法

液相沉澱法（fǎ）是在溶液的狀態下，通過化學反應使原料中的有效成分生成沉澱，再經過濾、洗滌、幹（gàn）燥、熱分解（jiě）製備納米粒子。它包括直接沉澱法、共沉澱法和均勻沉澱法。

①直接沉（chén）澱法是通過沉澱反應從溶液中製備納（nà）米粒子；

②共沉澱法是把沉澱劑加入到混合後的金屬鹽溶（róng）液中（zhōng），使各組（zǔ）份混合沉澱，再經加熱分解得到超（chāo）微粒子；

③均勻（yún）沉澱法是以易緩慢水解的物質為沉澱劑，利用水解速率控製粒（lì）子生長（zhǎng）速（sù）度從而得（dé）到納米粒子的方法。它可減少團聚，產品粒度均勻，粒（lì）徑分布窄，純度高。

沉澱法操作簡單，工藝流程短（duǎn），成本低（dī），但反應（yīng）易受溶液組分（fèn）、濃度、溫度、時間等的控製，不（bú）易形（xíng）成分散粒子。但近年來，通過引入冷凍幹燥（zào）、共沸幹燥（zào）、超臨（lín）界幹燥等工藝，有效解決了硬團（tuán）聚問題，能（néng）製得質量較高（gāo）的納米粒子。

5.反膠團微乳法

該法是（shì）使互不（bú）相溶的兩（liǎng）種溶液中的一種以微小液滴（dī）的形式（水相）分散於另一相（xiàng）中（油相）形成微乳液（w/o型），用水相作為氧（yǎng）化物或氫氧化物生成的微反應器，發生沉澱反應，再經洗滌、幹燥、煆燒得到納（nà）米（mǐ）氧化鋁（lǚ）粉體。

反膠團微乳（rǔ）法操作簡單，可以通過改變原料組分（fèn）的（de）方式控製粒徑，而且（qiě）粒徑分布窄，製出的（de）均勻多相無機化合物粉末對功能陶瓷材料的生產有重要意（yì）義。但產（chǎn）品（pǐn）粒子過（guò）細（xì），提高了後續分離過程的難度。

6.溶劑蒸發法

該法先將金屬鹽溶液製（zhì）成（chéng）微小液滴，將溶劑快速蒸發（fā），溶質析出得（dé）納（nà）米粒子。溶劑（jì）蒸發法又包括直接幹燥法、噴霧幹燥法（fǎ）及冷凍幹燥法、超臨界幹燥法等。

①幹燥法效率酸低，質量差，應（yīng）用受（shòu）到（dào）了限製；

②噴霧幹燥法以（yǐ）硝酸鋁、碳酸鋁銨為原料，操作簡單，但硝酸（suān）鋁分解放出氮氧化（huà）物，可能（néng）會汙染（rǎn）環（huán）境；

③冷凍幹燥法產品均勻性好，但成本高；

④超臨界（jiè）流體幹燥技術以硝酸鋁（lǚ）為原料，在無機鹽-有機溶劑體係製得的氧化鋁粒（lì）徑小，孔（kǒng）徑大，密度低，表麵能（néng）高，產（chǎn）品應用潛力巨大。

另外，氧化鋁形貌（mào）也對導熱率有不同程（chéng）度的影響。根據不（bú）同的燒成控（kòng）製，氧（yǎng）化鋁的晶體形貌可以呈現出蠕（rú）蟲狀、片狀（zhuàng）、球形（類球形）等形貌，目前在高導熱（rè）絕緣材料中填充的氧化（huà）鋁形貌主要以球形（類球（qiú）形）為主。也有一些研究機構使用片狀氧化鋁製作高導熱絕緣矽橡膠複合材料。

類球形氧化鋁和片狀氧化（huà）鋁

總之，作為導熱絕緣矽（guī）膠用的填料氧化鋁，其晶體形貌、粒徑分布等都會對導熱絕緣矽膠材料的導熱率（lǜ）及產品性能有很大的影響。因此（cǐ）要想提高複合材料導熱性能，控製氧化鋁的（de）性能指標是相當關鍵的工作。