隨著工業電子行業的發展，電子元件、集成（chéng）電路趨（qū）於密集化、小型化，“熱”已經成為電器（qì）的運行的頭等大敵。為了最大程度（dù）避免因散熱不力（lì）導致的電器故障，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熱性（xìng）矽膠製品為輔助，那麽它的（de）作用你都了解過嗎？

導熱（rè）矽膠（jiāo）是一種具（jù）有一（yī）定的柔韌性、優良的絕緣性、壓縮性（xìng）、表麵天然的粘性（xìng），專門為（wéi）利用縫隙傳遞熱量的設計（jì）方案生產的產品。除（chú）了能填充縫隙，完成（chéng）發熱部位與（yǔ）散熱部（bù）位間的熱傳遞（dì），同時還起到絕緣（yuán）、減震等作用，滿足設備小型化及超薄化的設計要求，且厚度適用（yòng）範圍廣，因此作（zuò）為一種極（jí）佳的導熱填充材料被廣泛應用於電子電器產（chǎn）品中（zhōng）。

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

說是導熱率不錯，實際上離“良好”還是很有些（xiē）距離的（比如說氮化鋁的（de）導熱率為150W/m·K，是它的至少五倍），氧化鋁（lǚ）最出色的地方應該是在於它的性價比。為了不失去這種優勢，並（bìng）同時提高氧化（huà）鋁（lǚ）的應用優勢，就得想方設法在原料不變（biàn）的前（qián）提下提高矽膠的導熱性能。主要可選擇的方向（xiàng）有兩（liǎng）個，一是（shì）填料能在基體中形成導熱鏈或導熱網；二是提高氧化（huà）鋁填料自身導（dǎo）熱率。

一、導熱網絡的形成

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

當加入的填料量（liàng）較少時，填料在矽膠基體中的分布近似以孤島形式出現，此時導熱率提高不大。為了提高導熱絕緣矽膠的（de）導熱率，必須提（tí）高矽膠中填充氧化鋁的填充量，使氧化鋁顆粒在材（cái）料內部形成導熱通道。但（dàn）是一味（wèi）提高氧化鋁填充量（liàng），就會對矽膠體係的工藝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（suí）著（zhe）填充量（liàng）的（de）增加，導熱材料的拉伸強度和硬度逐漸提高，而材料（liào）的柔韌性逐漸（jiàn）變（biàn）差，其斷裂伸（shēn）長率不斷降低，這是因為氧（yǎng）化鋁（lǚ）填（tián）充到高分子複合材料中，氧化鋁粉（fěn）體對基體起到增強作（zuò）用。

因此在製（zhì）備高導熱絕緣矽膠材料時，不能單純依靠提高填充量來增加導熱性能，因為導熱絕緣（yuán）矽膠不但要求材料的導熱性，而且對（duì）粘度、可（kě）壓縮性、柔韌性均有所要求。若想進一步提高（gāo）導熱（rè）矽膠材料（liào）的（de）導熱率，就得通過提高氧化鋁填料自（zì）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（hé）不同（tóng）種類的導熱填料複（fù）配（pèi）填（tián）充，也可以（yǐ）發揮各種填料的特點，提高材料的熱（rè）導率，並降低成本。

對於導熱矽膠（jiāo）來說，粘度、可壓縮性、柔韌性同樣很（hěn）重要

二、提高氧化（huà）鋁自身導熱率

若要提高氧化鋁自身的導熱率，必（bì）須（xū）提高晶體的結晶程度和致密（mì）度，因此氧化鋁填料必須具有高的（de）α相含量，這是因（yīn）為α相氧化鋁為六方（fāng）結構，是氧化（huà）鋁（lǚ）變體中最為（wéi）致（zhì）密的結構。此（cǐ）外，α相納米氧化鋁還具有高硬度、高強（qiáng）度、耐熱（rè）、耐腐蝕等特（tè）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（jiě）法要包括銨明礬（fán）熱解法、碳酸鋁銨熱解法和噴霧熱解法3種。

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

②銨明礬（fán）熱解法改進後形成了碳酸鋁銨熱解法，目前已見報道的是將銨明礬與碳酸氫銨（ǎn）反應製（zhì）得銨片鈉鋁石前驅沉澱（diàn），然後經1200℃灼燒，可製得粒徑為15nm的（de）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（fēn）中，使其中的水分蒸發，金屬鹽發生熱分解，析出固相，直接製備出納米氧化鋁（lǚ）陶瓷粉。

2.非晶態晶化法

此法主要是使非晶態的化合物經退火處理後晶化。這種方法可生產出（chū）成分準確的（de）納米材料，且不需經過成型處（chù）理，由非晶態可直接製備出納米氧（yǎng）化鋁。這種（zhǒng）方法生產的（de）納米結構材料（liào）的塑性對晶粒的粒徑十分敏感。隻（zhī）有粒（lì）徑較小時，塑性（xìng）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，環境汙染小，但產（chǎn）品粒度分布不均，易團（tuán）聚。

3.溶膠-凝膠法

該法在氧（yǎng）化物納米粉製備中應用較多。其化學過程是將原料經水解反應生成活性單體，再聚合成溶膠，進而生成（chéng）具有一定結構的凝膠，最後經幹燥和熱處理得納米粒子。整個反（fǎn）應是：分子態-聚合體-溶（róng）膠-凝膠-晶（jīng）態（tài）（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（dù）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（wéi）原料（liào）時毒性（xìng）大，價格高。

4.液相沉澱法

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

①直接沉澱法是通過沉澱反應從溶液中製備納米（mǐ）粒子；

②共沉澱法是把沉澱劑加入到（dào）混（hún）合後的金屬鹽溶液中，使各組（zǔ）份混合沉澱，再經加（jiā）熱分解得到超微（wēi）粒子；

③均勻沉澱法是以易緩慢水解的物質為沉澱劑，利用（yòng）水解速率控製粒子（zǐ）生長速（sù）度從而得到納米粒子的方法（fǎ）。它可減少團（tuán）聚，產品粒度均勻（yún），粒徑分布窄，純（chún）度高。

沉澱（diàn）法（fǎ）操作（zuò）簡單，工藝流程短，成本低，但反應易受（shòu）溶液組分、濃度、溫度、時間等的控製，不易（yì）形成（chéng）分（fèn）散粒子。但近年來，通過引入冷凍幹燥（zào）、共沸幹燥、超臨界幹燥等工藝，有效解決（jué）了硬團聚問題，能（néng）製得質量較高的納（nà）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以微小液滴的形式（水相）分散於另（lìng）一（yī）相中（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（chéng）的微反應器，發生（shēng）沉澱反（fǎn）應，再經洗滌、幹燥（zào）、煆燒得到納米氧化鋁粉體。

反膠團微乳法操作簡單，可以通過改變原料組分的方（fāng）式（shì）控製粒徑，而且粒徑分布窄，製出的均勻多相無機（jī）化合（hé）物粉末對（duì）功能陶瓷材料的生（shēng）產（chǎn）有重要意義。但產品粒子過細（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成（chéng）微小液滴，將溶劑快速蒸發，溶質析出得納米粒子。溶劑蒸（zhēng）發法又包括直接幹燥（zào）法、噴霧幹燥法及冷凍幹燥法、超臨界幹燥法等。

①幹燥法（fǎ）效率酸低（dī），質量差，應用受到了限製；

②噴（pēn）霧（wù）幹（gàn）燥法（fǎ）以硝酸鋁、碳酸鋁（lǚ）銨為原料，操作（zuò）簡單，但硝酸鋁分（fèn）解放出氮氧化物，可能會汙染環境；

③冷凍幹燥法產（chǎn）品均勻性好，但成本高；

④超臨界流體幹燥技術以硝酸鋁（lǚ）為原料，在無機（jī）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，產品應用潛力巨大。

另外，氧化鋁形貌也對（duì）導熱率有不同程度的（de）影響。根據不同的燒成控（kòng）製（zhì），氧化鋁的晶體形貌可以呈現出（chū）蠕蟲狀、片狀（zhuàng）、球形（類球形）等（děng）形貌，目前在高導（dǎo）熱絕緣材料中填充的氧化鋁（lǚ）形貌主要以球形（xíng）（類球形）為主。也有一些研究機構使用（yòng）片狀氧化鋁製作高導熱絕緣矽橡膠複合材料。

類球（qiú）形氧化鋁和片狀氧（yǎng）化鋁

總之，作為導熱絕緣矽膠用的填料（liào）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及產品性能有很大的影響。因此要想提高複合材料導熱性（xìng）能，控製氧化鋁的性能指標是相當關鍵的工作（zuò）。