隨著工業電子行業的（de）發展，電子元件、集成電路（lù）趨於密集化、小（xiǎo）型化，“熱”已經成為電器的運行的頭等大敵（dí）。為了最大程度避免因散熱不力導（dǎo）致的電器故障，一般會（huì）在（zài）電子產品的發（fā）熱體（tǐ）與散熱設施之（zhī）間的接觸（chù）麵（miàn）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（dōu）了解過嗎？

導熱矽膠（jiāo）是一種具有一定的柔韌性、優良的絕緣性、壓縮性、表麵天然（rán）的粘性，專門為利用縫隙傳遞熱量的（de）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部位間的熱傳遞，同時還起到（dào）絕緣、減震等作用，滿（mǎn）足設備小型化及超薄化的設計要求，且厚（hòu）度適用範圍廣，因此作為一種極佳（jiā）的導熱填充材料被廣泛應用於電子電器產品中。

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

說是導熱率不錯，實際上（shàng）離（lí）“良好”還是很有些距離的（比如說氮化鋁的導熱率為150W/m·K，是它的至少五倍），氧化鋁最出色的地方應該是在於它的（de）性價比。為了不失去這種優勢（shì），並同時提高氧化鋁的應用優勢，就得想（xiǎng）方設法在原料不變的前提下提高（gāo）矽膠的導熱性能。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（wǎng）；二是提高氧化鋁填料自（zì）身導（dǎo）熱率。

一、導熱（rè）網絡的形成

根據熱力學，導熱即熱能以振動能的形式（shì）傳遞，即由物質內部（bù）微觀粒子相互碰撞和傳（chuán）遞。由於矽膠是由不對稱（chēng）的極性（xìng）鏈節所構成的高分子（zǐ）材料，整個分子鏈不能完全自由運動（dòng），隻能發（fā）生原子、基團或（huò）鏈節的振動，因此導熱率（lǜ）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（tián）料在（zài）矽膠基體中的分布近似以孤島形式出（chū）現，此時導熱（rè）率提（tí）高不大。為了提高導熱絕緣矽膠（jiāo）的導熱（rè）率，必須提高矽膠中填充氧化鋁的填充量，使氧化鋁顆粒在（zài）材料內部形（xíng）成導熱通道。但（dàn）是一味提高氧（yǎng）化鋁填充量，就（jiù）會對矽膠體係的工藝性能及產品的性能造成影（yǐng）響--一般來說，當氧化鋁填充到導（dǎo）熱材料中，隨著填（tián）充（chōng）量的增加，導熱（rè）材料的拉伸強度和硬度逐漸提高，而材料的柔韌性（xìng）逐漸變差，其斷裂（liè）伸長（zhǎng）率（lǜ）不斷降低，這是因為氧化鋁（lǚ）填充到高分子複合材料中，氧化鋁粉體對基體起到增強作用。

因此在製備高導熱絕緣矽膠材（cái）料時，不（bú）能單純依靠提高填（tián）充量（liàng）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（xìng），而且對（duì）粘度、可壓縮性、柔韌性均（jun1）有所要（yào）求。若想進一步提高導熱矽（guī）膠材料（liào）的導熱率（lǜ），就得通過提高氧化鋁填料自身的性能（néng）來實現。此（cǐ）外，采用不同粒徑、不同形狀的導熱填料和不同（tóng）種類的導熱填料（liào）複（fù）配填（tián）充，也（yě）可（kě）以發揮各種填料的特點（diǎn），提高材料的熱（rè）導率，並降低成本。

對於導熱矽膠來說，粘（zhān）度、可壓縮性、柔韌性同樣很重要

二、提高氧化鋁（lǚ）自（zì）身導熱率（lǜ）

若要提高氧化鋁自身的（de）導熱率，必須提高晶體的結晶程度和致（zhì）密（mì）度，因此氧（yǎng）化鋁填料必須具有（yǒu）高的α相（xiàng）含量，這是因為α相氧化鋁為六方結構，是氧化鋁變體中最為致（zhì）密的結構。此外，α相（xiàng）納米氧化鋁還具有高（gāo）硬度、高強度、耐熱、耐腐蝕等特性，其製備有多種工藝路線，主要采用（yòng）的有以下幾種：

1.化學熱解法

化學熱解法要（yào）包括銨明（míng）礬（fán）熱解法、碳酸（suān）鋁銨（ǎn）熱解（jiě）法和噴霧熱解法3種。

①銨明礬熱解法是用硫酸鋁銨溶液與硫酸銨反應，製得銨明礬，再加熱分解（jiě）成納米氧化鋁，此法工藝簡單，但生產周期長，難（nán）實（shí）現規模化；

②銨明礬熱（rè）解法改進（jìn）後形成了（le）碳酸鋁銨熱解（jiě）法，目前已見報道的是將銨明（míng）礬與碳酸氫銨反（fǎn）應製得（dé）銨片鈉鋁石前（qián）驅沉澱，然後經1200℃灼燒，可製得粒徑為15nm的氧化（huà）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（fēn）中，使其中的水分蒸發，金屬鹽發生熱分解，析出固（gù）相，直接製備出納（nà）米氧化鋁陶瓷（cí）粉。

2.非晶態晶化法

此法主（zhǔ）要是使非晶態的化（huà）合物經退火處理後晶化。這種方法可生產出成（chéng）分準確的納米材（cái）料，且不需（xū）經過成型處理，由非晶態可直接製備出納米氧化鋁。這種（zhǒng）方法生產的納米結構材料的塑性對晶粒的（de）粒徑十分敏感。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（gōng）藝簡單（dān），產率（lǜ）高，成本低，環境汙染小，但產品粒度分（fèn）布不均，易團聚。

3.溶膠-凝膠法

該法在氧化物納米（mǐ）粉製備中應用較多。其化學過程是（shì）將原料經水解反（fǎn）應（yīng）生成活性單體，再聚合成溶膠，進而生成（chéng）具有一定結構的凝（níng）膠，最（zuì）後經幹燥和熱（rè）處理得納（nà）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。

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

4.液相沉澱法

液相沉澱法是在溶液的狀態下（xià），通過化學反應使原料中的有效成（chéng）分生成沉澱，再經過濾、洗滌、幹燥、熱分解製（zhì）備納米粒子。它（tā）包括直接沉澱法、共沉澱法和均勻沉澱法。

①直接沉澱法是通過（guò）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（hé）後的金屬鹽溶液中，使各組份混合（hé）沉澱，再經加熱分解得到超微粒子；

③均勻沉（chén）澱法是以易（yì）緩慢水解的物質為沉澱劑，利用水解（jiě）速率控製（zhì）粒子生長速度從（cóng）而得到納米粒子的方法（fǎ）。它可減（jiǎn）少（shǎo）團聚，產品粒（lì）度均勻，粒（lì）徑分布窄，純度高。

沉澱法操作簡單，工藝流程短，成（chéng）本低，但反應易受溶液組分、濃度、溫度、時間等的控製，不易形成分散粒子。但近年（nián）來，通過引入冷凍幹燥、共沸幹燥、超臨界幹燥等工藝，有效（xiào）解決了硬團聚問題，能製得質量較高的（de）納米粒子。

5.反膠團微乳法

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

反膠團微（wēi）乳法操作簡單（dān），可以通過改變原（yuán）料組分的（de）方式控製粒徑，而（ér）且粒徑分布窄，製出（chū）的均勻多相無機化合物粉末對功能（néng）陶瓷材料的生產有（yǒu）重要意義。但產（chǎn）品粒子過細，提（tí）高了後續分（fèn）離過程的難度。

6.溶劑蒸發法

該（gāi）法先將金（jīn）屬鹽溶液製成微小液滴，將溶劑快速蒸發，溶質析出得納米粒子。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（jiè）幹燥法等。

①幹燥法效率酸低，質量（liàng）差，應用（yòng）受到了限（xiàn）製；

②噴（pēn）霧幹燥法以硝酸鋁、碳酸鋁銨為原料，操作簡單，但硝酸鋁分（fèn）解放出氮氧化（huà）物（wù），可能會（huì）汙染環境；

③冷凍幹燥法產品均勻性好，但成（chéng）本高；

④超臨界（jiè）流體幹燥技術以硝酸鋁為（wéi）原（yuán）料，在無機鹽-有（yǒu）機溶（róng）劑體係製得的氧化鋁粒徑小，孔徑大，密度低，表麵能高，產品應用潛力（lì）巨大。

另外（wài），氧化（huà）鋁形貌也對導熱率有不同程度的（de）影（yǐng）響。根據不同的燒成控製（zhì），氧化鋁的晶體形貌（mào）可以呈現出（chū）蠕蟲狀、片狀、球形（類球形）等形貌（mào），目（mù）前在高導熱（rè）絕緣（yuán）材料中填充的（de）氧化（huà）鋁形貌主要以球形（類球形）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（cái）料。

類球形氧化鋁和片狀氧化鋁

總之，作為導熱絕緣矽膠用（yòng）的（de）填料氧化鋁，其晶（jīng）體形貌、粒徑分布等都會對導熱絕緣矽膠材料的導（dǎo）熱率及產品性（xìng）能有很大的影響。因此要（yào）想提高複合材料導熱性能，控製氧化鋁的性能指標是相（xiàng）當關鍵的工作。