隨著（zhe）工業電子行業的發展，電（diàn）子（zǐ）元件、集成電路趨於密集化、小型化，“熱”已經成為電器的運行（háng）的頭等大敵。為了最大（dà）程度避免因散熱不力導致（zhì）的電器故障，一般會在電子產（chǎn）品的發（fā）熱體與散熱（rè）設施之間的接觸麵塗敷導熱矽膠以及導熱性矽膠製品為輔（fǔ）助，那麽它的作用你都了解（jiě）過嗎（ma）？

導熱（rè）矽（guī）膠是一（yī）種具（jù）有一定的柔韌性（xìng）、優良的絕緣性、壓（yā）縮性、表麵天然的粘性，專門（mén）為利用縫隙傳遞熱量（liàng）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，同時還起到絕（jué）緣、減震等作用，滿足設備小型化及超薄化的（de）設計要求，且厚度適用範圍廣，因此作為一種極佳的導熱填充材（cái）料被廣泛應用於電子電器產（chǎn）品中。

不過普通矽膠產品是熱的不良導體，因此需（xū）要添加（jiā）適合的導熱填料以提高其導（dǎo）熱性能，而在無機非金屬導熱（rè）絕緣粉體填料（liào）中，氧（yǎng）化鋁不但具有良（liáng）好的絕緣性（xìng）能，而且其（qí）導熱率也不低（常溫導熱率為30W/m·K），在種種優勢加持下成為了最為常用的導熱填料之（zhī）一。

說是（shì）導熱率不（bú）錯，實（shí）際上離“良好”還是很有些距離的（比如（rú）說氮化鋁的導熱率為150W/m·K，是它的至（zhì）少五倍），氧化鋁最出色的地（dì）方應該是在於它的（de）性價比。為了不失去這（zhè）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（xià）提（tí）高矽膠的導熱性能。主要可選擇的方向（xiàng）有兩個，一是填料能在基體（tǐ）中形成導熱鏈或導熱網；二是提高氧（yǎng）化（huà）鋁填料自（zì）身導熱率。

一、導（dǎo）熱網絡的形成

根據熱力學，導熱即熱能以振動能的形式傳遞，即由（yóu）物質內部微觀粒子相互碰撞和傳遞（dì）。由於矽膠是由不對稱的極性鏈（liàn）節所構成的高分子（zǐ）材料，整個分子鏈不能完全自由運動，隻能發生原子、基團（tuán）或鏈節的振動（dòng），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（tián）料增加（jiā）材料的熱（rè）導率。

當加入的填（tián）料量較少時，填料在矽膠基（jī）體中的分布近似以孤島形式出現，此時導熱率提高不大。為了提高導熱（rè）絕緣（yuán）矽膠的導熱率，必須提高矽膠中填充氧化鋁的填充量，使氧化鋁顆粒在材料內部形成導熱通道。但是一（yī）味提高氧化鋁填（tián）充量，就會對矽膠體係的工藝（yì）性能及產品的性能造成影響--一般來說，當氧化鋁填充到導熱材料中，隨著填充量的增加，導熱材料的拉伸強度和硬度逐漸提（tí）高，而材（cái）料的柔韌性逐漸變差，其斷裂（liè）伸長率不斷（duàn）降低，這是因為氧化鋁填充到高分子複合材料中，氧化（huà）鋁粉體對基體起到增強作用。

因此在製備高導（dǎo）熱（rè）絕緣（yuán）矽膠材料（liào）時，不能單純依靠提高填充量來（lái）增加導熱性能，因為導熱絕緣矽膠不但要（yào）求材料的導熱性，而且對粘度、可壓縮性（xìng）、柔韌性均有所（suǒ）要求。若想進一步提高導熱矽膠材料的導熱率，就得（dé）通過提（tí）高氧化（huà）鋁填料自身的性能來實現。此外，采用不同粒徑、不同形狀的導熱填料和不（bú）同種類的導熱填料複配填充，也（yě）可以發（fā）揮各種填料的特點，提高材料的熱（rè）導率，並降低成本。

對於導熱（rè）矽膠來說，粘度、可壓縮性、柔（róu）韌性同樣很重要

二、提（tí）高氧化鋁自身導熱率

若要提高氧化鋁自身的導熱率，必須提高晶體的結晶程度和致密度，因此氧化鋁填料必須具有高的α相含量，這是因為α相氧（yǎng）化鋁為六方結構，是氧化鋁（lǚ）變體中最為致（zhì）密的結構（gòu）。此外，α相納米氧化鋁還具有高硬度、高強度、耐熱、耐（nài）腐蝕等特性，其製（zhì）備有多種工藝（yì）路線，主要采用的有（yǒu）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法3種。

①銨明礬熱解法是用（yòng）硫酸鋁銨溶（róng）液與硫酸銨反應，製得銨明礬，再加熱分解成納（nà）米氧化鋁，此法工（gōng）藝簡（jiǎn）單（dān），但生產周期長，難實現規模化；

②銨（ǎn）明礬熱解法改進後形成了碳酸（suān）鋁銨熱解法，目前已見報道的（de）是將銨明礬與碳酸氫銨反應製（zhì）得銨片鈉鋁石前驅沉澱，然後經1200℃灼燒（shāo），可製得粒徑為15nm的氧化鋁粉體；

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

2.非（fēi）晶態晶化法

此法主要是使非晶態的化合物經退火處（chù）理後晶化。這種方法可生產出成分準確的納米材料，且不需經過成（chéng）型處理，由非晶態可直（zhí）接製備出納米氧（yǎng）化鋁。這（zhè）種方法生產的納米結構材（cái）料的塑性對晶粒的粒徑十分（fèn）敏感。隻有粒徑較小時，塑性較好，否則材料變得很脆。此方法法設備工藝簡單，產率高，成（chéng）本低，環境（jìng）汙染小，但產（chǎn）品粒度分布不均，易團聚。

3.溶膠-凝膠法

該法在（zài）氧化物納米粉製備中應用較（jiào）多。其化學過程是將原料經水解反應生成活性單體，再聚合成溶（róng）膠，進而生成具有（yǒu）一定結構的凝膠，最後經幹燥和熱處理得納米粒子。整個反應是：分子態-聚合體-溶膠-凝膠-晶態（或非晶態）的過程。

溶膠凝膠法反應（yīng）溫度低（dī），產品晶型、粒（lì）度可控，且粒子均勻度高（gāo），純度高，反應過程易於控製，副（fù）反應（yīng）少，但產品團聚問題顯著，且以有機物為原料（liào）時毒（dú）性大（dà），價格高。

4.液相（xiàng）沉澱法

液相沉澱法是在溶液（yè）的狀態下，通過化（huà）學反應（yīng）使原料中的有效成分生（shēng）成沉澱，再經過濾、洗滌、幹燥、熱分解製備納米粒（lì）子。它包（bāo）括直接沉澱法、共沉澱法和均（jun1）勻沉（chén）澱法。

①直接沉（chén）澱法是通過沉澱反應從溶液中製備納米粒子；

②共沉澱法是把沉澱劑加入到混合後（hòu）的金屬鹽溶液中，使各組份混合沉澱，再經加熱分解得到（dào）超微粒子；

③均勻沉澱法是以易（yì）緩慢水解（jiě）的物質為沉澱劑，利用水解速率控製粒子生長速度從（cóng）而得到納米（mǐ）粒子的方（fāng）法。它可減少團聚，產品粒度均勻，粒徑分布窄，純度高。

沉澱法（fǎ）操作簡（jiǎn）單，工藝流程短，成本低，但反應（yīng）易受溶液組（zǔ）分（fèn）、濃度、溫度、時間等（děng）的控製，不易形成分散粒子。但近年來，通過引入冷凍幹燥、共沸幹燥、超臨界幹燥（zào）等工藝（yì），有效解決了硬團聚問題，能製得（dé）質量較高的納米粒子。

5.反膠團微乳法

該法是使互不相溶的兩種溶液中的一種（zhǒng）以微（wēi）小液滴的形式（shì）（水（shuǐ）相）分散於另一相中（油相）形成微（wēi）乳液（w/o型），用水相作（zuò）為氧（yǎng）化物或氫氧化物生成的微反應器，發生沉澱（diàn）反應，再經洗滌、幹燥、煆燒得（dé）到納米（mǐ）氧化鋁粉體。

反膠團微乳法操作簡單，可以通過（guò）改變原（yuán）料組分的方式控（kòng）製粒徑，而且粒徑分布窄，製出的均勻多相無機化合物粉末（mò）對功能陶瓷材（cái）料的生產有重要意義。但產品粒子過細，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成微（wēi）小液滴，將溶劑快速蒸發（fā），溶質析出得納米粒（lì）子。溶劑蒸發法又包括（kuò）直接幹燥法、噴霧幹燥法及冷凍幹燥法、超臨界幹燥法（fǎ）等。

①幹燥法（fǎ）效（xiào）率酸低，質量差，應用受到了限製；

②噴霧幹燥法以硝酸鋁、碳酸鋁銨為原料，操作簡（jiǎn）單，但硝酸鋁分解放出氮氧化物，可能會汙染環境；

③冷凍幹燥法產品均勻性好（hǎo），但成（chéng）本高（gāo）；

④超臨界（jiè）流體幹燥技術以硝酸鋁為原料，在無（wú）機鹽-有機溶劑體係製得的（de）氧化鋁粒徑小（xiǎo），孔徑大，密度低，表麵能高（gāo），產品應用潛力巨（jù）大。

另（lìng）外，氧化鋁形貌也對導熱率有不同程度的影響（xiǎng）。根據不同的燒成控（kòng）製，氧化鋁的晶體形（xíng）貌（mào）可（kě）以呈現出蠕（rú）蟲狀、片狀、球形（類球形）等形貌，目前在高導熱絕緣材料中填充（chōng）的氧化（huà）鋁形貌主要以球形（xíng）（類球形）為主。也有一些研究機構（gòu）使用片（piàn）狀氧化鋁（lǚ）製作高導熱絕緣矽（guī）橡膠複合材料。

類球形氧化（huà）鋁和（hé）片狀氧化鋁

總之，作為（wéi）導（dǎo）熱絕緣矽膠（jiāo）用的（de）填料氧化鋁（lǚ），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及產品性能有很大的影響。因此要想提高複合材料導（dǎo）熱性能，控製氧（yǎng）化（huà）鋁的性能指標是相當關鍵（jiàn）的工作。