隨著工業電（diàn）子行（háng）業的發展，電子（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的頭等大敵。為了最大程度避免因散熱不（bú）力導致的（de）電器故障，一般會在電子產品的發（fā）熱體與散熱（rè）設施之間的接觸（chù）麵塗敷導熱矽膠以及導熱性矽膠製品為輔助，那麽它（tā）的作（zuò）用你都（dōu）了解過嗎？

導熱（rè）矽膠是一種具有一定的柔韌性、優良的絕緣（yuán）性、壓縮性、表麵（miàn）天然（rán）的粘性，專門為（wéi）利用縫隙傳遞熱量的設計方案生產的產品。除了能填充（chōng）縫隙，完成發熱部位與（yǔ）散熱部位間的熱傳遞，同時還起到絕緣、減震等作用，滿足設備小（xiǎo）型化及超薄化的設計要（yào）求，且厚度適用範圍廣，因此作為（wéi）一種極（jí）佳的導熱填充材料被廣泛（fàn）應（yīng）用（yòng）於電子電器產品中。

不過普通矽膠產品是熱的不良（liáng）導體，因此（cǐ）需要添加適合的導熱填料以提高其（qí）導（dǎo）熱（rè）性能，而在（zài）無機非金屬導熱絕緣粉體填料中，氧化（huà）鋁不但具有良（liáng）好的絕緣性能，而且其導熱率也不低（常溫（wēn）導熱率為30W/m·K），在種（zhǒng）種（zhǒng）優勢加（jiā）持下成為了最為常用的（de）導熱填料之一。

說是導熱率不錯，實際上離（lí）“良好”還是很有些距離的（比如說氮化鋁的導熱（rè）率（lǜ）為150W/m·K，是（shì）它的至少五倍），氧化（huà）鋁最出色的地方應該是（shì）在於它的性價比。為了不失去（qù）這種優勢，並同時提高氧化鋁的應用優勢，就得想（xiǎng）方設法在（zài）原料（liào）不變的前提下提高矽膠的（de）導熱性能。主要可選擇的方向有兩個，一是填料能在基體中形成導熱鏈或導熱網；二是提高（gāo）氧化鋁填料（liào）自身導熱率。

一、導熱（rè）網絡的形（xíng）成（chéng）

根據熱力學，導熱（rè）即熱能以振動能（néng）的形式傳遞，即由物質內部微觀粒子相互碰撞和傳遞。由於矽膠是由不對稱的（de）極性鏈節所（suǒ）構成的高分子材料，整個分子（zǐ）鏈不能完全（quán）自由運動，隻能發生原子、基團或鏈節的振動，因此導熱率很低，是（shì）熱的不良導（dǎo）體，隻有通過填充（chōng）高（gāo）導熱（rè）性的填料增加材料的熱導率。

當（dāng）加入的填料量較少時，填料在矽（guī）膠基體（tǐ）中的分布近似以孤島形式出（chū）現，此時導熱率提高不大。為了提高導熱絕緣（yuán）矽膠（jiāo）的導熱率，必（bì）須提高矽膠中填充氧化鋁的填充量，使氧化鋁顆粒在材（cái）料（liào）內部形成導熱通道（dào）。但（dàn）是一味提高氧化（huà）鋁填充量，就會對矽膠體係的工藝性（xìng）能及產品的性（xìng）能造成影響--一般（bān）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（dù）逐漸提高，而材料的柔韌性逐漸變差，其（qí）斷裂伸（shēn）長率不（bú）斷降低，這是因為氧化鋁（lǚ）填充到高分子複合材料中，氧化鋁（lǚ）粉體對基體起到增強作（zuò）用（yòng）。

因此在製備高導熱絕緣矽膠材（cái）料時，不能（néng）單純依靠（kào）提高填充量來增加導（dǎo）熱性能，因為導熱絕緣矽（guī）膠不但要求材料（liào）的導熱性，而且對粘度、可壓縮性、柔韌性均有所要求。若想進一步提（tí）高導熱矽膠材（cái）料的導熱率，就得通過提高氧化鋁填料自身的性（xìng）能來實現。此外，采用不同（tóng）粒徑、不（bú）同形狀的導熱填料和不同種類的導熱填料複配填充，也可以發揮各種填料的特點，提高材料的熱導率，並降低成本。

對（duì）於導熱矽膠來說，粘度、可壓縮性、柔韌性同樣很重要

二、提高氧化鋁自身（shēn）導熱（rè）率

若要提高氧化鋁自身的導熱率，必須（xū）提高晶體的結晶程度（dù）和致密度，因此氧（yǎng）化鋁填料必須具有高的α相（xiàng）含量，這是因為α相氧化鋁為六方結構，是（shì）氧化（huà）鋁（lǚ）變體中最為致密的結構。此外，α相納米氧化鋁還具（jù）有高硬（yìng）度、高強度、耐熱、耐腐蝕等特性，其製（zhì）備有多（duō）種工藝路線，主要采（cǎi）用的有以下幾種：

1.化學（xué）熱解法

化學熱解法要（yào）包括（kuò）銨明礬熱解法、碳酸鋁銨熱解法和噴霧熱解（jiě）法3種（zhǒng）。

①銨明礬熱解法是用硫酸鋁銨溶液與硫酸銨反（fǎn）應，製得銨明礬，再加熱分解成（chéng）納米（mǐ）氧化鋁，此法工藝簡單（dān），但生產周期長，難實現規模化；

②銨明礬熱解法改進（jìn）後形成了碳酸鋁銨熱解法，目前已見（jiàn）報道的是將銨明礬與碳酸氫銨反應製得銨片鈉鋁石前驅沉澱（diàn），然後經1200℃灼燒，可（kě）製得粒徑為15nm的氧化（huà）鋁粉體；

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

2.非晶（jīng）態晶（jīng）化法

此法（fǎ）主要（yào）是使非晶態的化合物經退火處理後（hòu）晶化。這種方法可生產出成分（fèn）準確的（de）納（nà）米材料，且不需經過成型處理，由非晶態可直接製備出納米氧化鋁。這種方法生產的納米結構材料的塑性對晶粒的粒徑十（shí）分敏感。隻有粒徑較小時，塑性較好，否則材料變得（dé）很脆。此方法法（fǎ）設備工（gōng）藝簡單，產率高，成本低，環境汙染小，但產（chǎn）品粒度分布不均，易團聚。

3.溶膠-凝膠法

該法（fǎ）在氧化物納米粉製備中應用較多。其化學過程是（shì）將原料經（jīng）水解反應生成活性單體，再聚合成溶膠，進而生成具有一定（dìng）結構（gòu）的凝膠，最後經幹燥和熱處理（lǐ）得納米粒子。整個反應（yīng）是：分子態-聚合體-溶膠-凝膠（jiāo）-晶態（或非晶態）的過程。

溶膠凝膠法反應溫度低，產品晶（jīng）型、粒（lì）度可控，且粒子均勻度高，純度高，反應過程易（yì）於控製，副反應少，但產品團聚問題顯著（zhe），且以有機物為（wéi）原料時毒性大（dà），價格高（gāo）。

4.液相沉澱法

液相沉澱法是在溶液的狀態（tài）下，通過化學反應使（shǐ）原料中的有效成分生成沉澱，再經過濾、洗滌、幹燥、熱分（fèn）解（jiě）製備納米粒（lì）子。它包括（kuò）直接（jiē）沉澱法、共沉澱法（fǎ）和均勻沉澱法。

①直（zhí）接沉澱法是通過沉澱反應從溶液（yè）中製備納米粒子；

②共沉澱法是把沉澱劑加入到混合後的金（jīn）屬鹽（yán）溶液中，使各組份混（hún）合沉澱，再（zài）經加熱分解得到超微粒子；

③均勻沉澱法是以易緩慢水解的物質為沉澱劑，利用水解速（sù）率控製粒子生長（zhǎng）速度從而得到（dào）納米粒子的（de）方法。它可減少團聚，產品粒度均勻，粒徑分布窄，純度高（gāo）。

沉（chén）澱法操作簡單，工藝流程（chéng）短，成本（běn）低，但反（fǎn）應易受溶液組分（fèn）、濃度（dù）、溫度、時間等的控製（zhì），不易形成分散粒子。但近年來，通過（guò）引入冷凍幹燥、共沸幹燥、超臨界幹（gàn）燥（zào）等工藝，有效解決了硬團聚問（wèn）題，能製得質量較高的納米粒（lì）子。

5.反膠（jiāo）團微乳法

該法是使互（hù）不相（xiàng）溶的（de）兩種溶液中的一種（zhǒng）以（yǐ）微（wēi）小液滴的形式（水相）分散於另一相中（zhōng）（油相）形（xíng）成微乳液（w/o型），用水相作為氧化物或氫氧（yǎng）化物生成的微反應（yīng）器，發生沉澱反應，再經洗（xǐ）滌、幹燥、煆燒得到納米氧化鋁粉（fěn）體。

反膠團（tuán）微乳法（fǎ）操作簡單，可以通過改變原料組分的方式（shì）控製粒徑，而且粒（lì）徑分布窄，製出的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義（yì）。但產品粒子過細，提高了後（hòu）續分離過程的（de）難度。

6.溶劑（jì）蒸發法

該法先將金屬（shǔ）鹽溶液製成微小液滴，將溶劑快速蒸發，溶（róng）質析出得納米粒子。溶劑蒸發法又包括直接幹（gàn）燥法、噴霧（wù）幹燥法及冷凍幹燥法、超臨界幹燥法等。

①幹燥法效率酸低，質量差，應（yīng）用受到了限製；

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

③冷凍幹（gàn）燥法（fǎ）產品均勻性好，但成本高；

④超臨（lín）界流體幹燥技術以硝酸（suān）鋁為原料，在無機鹽-有機溶劑體係製得的氧化鋁粒徑小，孔徑大，密度低，表麵能高，產品（pǐn）應用潛力巨大。

另外，氧（yǎng）化鋁形貌也對導熱率有不同程（chéng）度（dù）的影響（xiǎng）。根據不同的燒成控製，氧（yǎng）化鋁的晶體形貌可以呈（chéng）現出蠕蟲狀、片狀、球形（類球形（xíng））等形（xíng）貌，目（mù）前在高導熱絕緣材料中填充的氧化鋁（lǚ）形（xíng）貌主要以球形（類球（qiú）形）為主。也（yě）有（yǒu）一些研究機構（gòu）使用（yòng）片狀氧化鋁製作高導（dǎo）熱絕緣（yuán）矽橡膠複合材料。

類球形（xíng）氧化鋁和（hé）片（piàn）狀氧化鋁

總之，作為導熱絕（jué）緣矽膠用的填料氧化鋁，其晶體（tǐ）形（xíng）貌、粒徑分布等都（dōu）會對（duì）導熱絕緣矽膠材料的導熱率及產品性能（néng）有很（hěn）大的影（yǐng）響。因此（cǐ）要想提高複合材料導熱性能，控製氧化鋁（lǚ）的性能（néng）指標是相當關鍵（jiàn）的工作。