隨著（zhe）工業電子行業的發展，電子元件、集成電路趨於密集化、小型化，“熱”已經成為電（diàn）器的運行的頭等大敵。為了（le）最大程度避免因散熱不力導致的電（diàn）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（rè）矽膠以及導熱性矽膠製品為輔助，那（nà）麽它（tā）的作用你都了解過（guò）嗎（ma）？

導熱矽膠是一種具有一定的柔（róu）韌性、優（yōu）良的絕緣性、壓縮性（xìng）、表麵天然的粘性（xìng），專門為利用縫（féng）隙傳遞熱（rè）量的設計方案生產的產品。除了能填（tián）充縫隙，完成發熱（rè）部位與散（sàn）熱部位間的熱傳遞，同時還（hái）起到絕緣、減震等作用，滿足設備小型化及超薄化的設計要求（qiú），且厚度適用範圍廣，因此作為一種極佳的導熱填充材料被廣泛應用（yòng）於電子電器產品中。

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以提高其導熱性能（néng），而在無機非金（jīn）屬導熱絕緣粉體填料中，氧化（huà）鋁不但具有良好的絕（jué）緣（yuán）性能，而且其導熱（rè）率也不低（常溫導熱率為30W/m·K），在（zài）種種優勢加持下成（chéng）為了最為（wéi）常用的導熱填料之一。

說是導熱率不（bú）錯（cuò），實際上離“良（liáng）好”還是很有些距離的（比如說氮化鋁（lǚ）的導熱率為150W/m·K，是它的至少五倍），氧化鋁最出（chū）色的地（dì）方應（yīng）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（dé）想方設法在原料不變的前提下提高矽膠的導熱（rè）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；二是提高氧化鋁（lǚ）填料自身導熱率。

一、導熱網絡的形成

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極性鏈節所（suǒ）構成的高分子材料，整個分子鏈不能完全（quán）自（zì）由運動，隻能發（fā）生原子、基團或鏈節的振（zhèn）動，因此（cǐ）導熱率很低，是熱的不良導體，隻有通過填充高導熱性（xìng）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，此時導熱率提高不大。為了提高導熱絕緣矽膠的導熱率，必須提高矽（guī）膠中填充氧化鋁的（de）填（tián）充量，使氧化鋁顆粒在材料內（nèi）部形成導（dǎo）熱通道。但是一味（wèi）提高氧化（huà）鋁填充量（liàng），就（jiù）會對矽膠體係的工藝性能及產（chǎn）品的性能造成影響--一般來（lái）說，當氧化鋁填充到導熱材（cái）料（liào）中，隨著填充量的增加，導熱（rè）材料的拉伸強度和硬度逐漸提（tí）高，而材料的柔韌性逐漸變差（chà），其斷裂伸長（zhǎng）率（lǜ）不斷降低，這是因（yīn）為氧（yǎng）化鋁填充到高分子複合材料中（zhōng），氧化鋁粉體對基體起到增強作用。

因（yīn）此在製（zhì）備高導熱絕緣矽膠材料時，不能單純依靠提高填（tián）充量來增加導熱性能，因（yīn）為導（dǎo）熱絕緣矽膠不但要求材料的導熱性，而且對粘度、可壓縮性、柔（róu）韌性均有所要求。若想進一步提（tí）高導熱矽膠材料的導熱率，就得通過提高氧化鋁填料自身的性能來實現。此外，采用不同（tóng）粒徑、不同形狀的導熱填料和（hé）不同（tóng）種類的導熱（rè）填料複配填充，也可以發揮各種填料的特點，提（tí）高材料的熱導率（lǜ），並降（jiàng）低成本。

對於（yú）導熱矽膠來說，粘度、可（kě）壓縮性（xìng）、柔韌性同樣很重要

二、提高氧化鋁自身（shēn）導熱率

若要提高氧化鋁自（zì）身的導熱（rè）率，必須提高晶體的結晶程度和致密度，因此氧化鋁填料（liào）必須具有高的α相含量（liàng），這是因為α相氧化鋁為六方結構，是氧化鋁變體中最為致密的結構。此外，α相納米氧化鋁還具有高硬度、高強度、耐熱、耐腐蝕等特性，其製備有多種工藝路線，主（zhǔ）要采用的有（yǒu）以下幾（jǐ）種：

1.化學熱（rè）解法

化學熱解法要包括銨明礬熱解法、碳酸鋁銨熱解（jiě）法和噴霧熱解法3種。

①銨明礬熱解法是用硫酸鋁銨（ǎn）溶液與硫酸銨反應，製得銨明礬，再加熱分解成納米氧化鋁，此法工藝簡單，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，目前已見報道的是將銨明礬與碳酸氫銨反應製得銨（ǎn）片鈉鋁石（shí）前驅沉澱，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中，使其中的水分（fèn）蒸發，金屬鹽發生熱分解，析出固相（xiàng），直接製備出納米氧化鋁陶瓷粉。

2.非晶（jīng）態晶化法

此法主要是使非晶（jīng）態的化（huà）合物經退（tuì）火處理後晶化。這（zhè）種方法可生產出成分準確的納米材料，且不（bú）需經過成型（xíng）處理，由非晶態（tài）可直接製備出納米氧（yǎng）化鋁。這種方法生產的納米結構材料的塑性對晶（jīng）粒的粒徑十分敏感。隻（zhī）有粒（lì）徑較小時，塑性較好，否則材料變（biàn）得很脆。此方法法設備工藝簡單，產率高，成本低，環境（jìng）汙染小，但（dàn）產品粒度分布（bù）不均，易團聚（jù）。

3.溶膠-凝膠法

該（gāi）法在氧化物納米粉製備中應用較多。其化學過程（chéng）是將（jiāng）原料經水解反應生成活性單體，再聚合成溶膠，進而（ér）生成具有一定結（jié）構的凝（níng）膠，最後經幹（gàn）燥和熱處理得納米粒子。整（zhěng）個反應是（shì）：分子態-聚合體-溶膠-凝（níng）膠-晶態（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，且粒子均勻度（dù）高，純度高，反應過程易（yì）於（yú）控製，副反應少，但產品團聚問題顯著，且以有機物為原料（liào）時毒性大（dà），價格高。

4.液相沉澱法

液相沉澱法是在溶液的狀態下，通（tōng）過化學反應使原料中的有效成分生成沉澱，再經過濾、洗滌、幹燥、熱分解製備納米（mǐ）粒（lì）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（fǎn）應從溶液（yè）中製備納（nà）米粒（lì）子（zǐ）；

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

③均勻沉澱法是以易緩（huǎn）慢水（shuǐ）解的物質為沉澱劑（jì），利用水（shuǐ）解速率控製粒子生長速度從而得到納米（mǐ）粒子的方法。它可減少團聚，產品粒度均勻，粒徑分布（bù）窄，純（chún）度高。

沉（chén）澱法操作簡單，工藝流程短（duǎn），成（chéng）本低，但反（fǎn）應（yīng）易受溶液組分、濃度、溫度（dù）、時間等的控（kòng）製，不易形成分散粒（lì）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，有效解決了硬團聚問題，能製得質量較高的納米粒（lì）子。

5.反膠團微乳法

該法是使（shǐ）互不相（xiàng）溶的兩種溶液中的一種以微（wēi）小液滴的形式（水相）分（fèn）散於另（lìng）一相中（油相）形成微（wēi）乳（rǔ）液（w/o型），用（yòng）水相作為氧（yǎng）化（huà）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（shāo）得到納米氧（yǎng）化鋁粉體。

反膠團微乳法操作簡單，可以通過改變原料（liào）組分的方式控製粒徑，而且粒徑分布窄，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。但產品粒子（zǐ）過細，提高（gāo）了後續分離過程的難度。

6.溶劑蒸發法

該法（fǎ）先將金屬鹽溶液（yè）製成微小（xiǎo）液滴，將溶劑快速（sù）蒸發，溶質析出得納米（mǐ）粒子。溶劑蒸發法又包括直接幹燥（zào）法、噴霧幹燥法及冷凍幹燥（zào）法、超臨界幹燥法等。

①幹燥法效（xiào）率酸低，質量差，應用受到了限製（zhì）；

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

③冷凍幹燥法（fǎ）產品均勻性好，但成本高；

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

另外，氧（yǎng）化鋁形貌也對導熱率有不同程度的影響。根據不同的燒成控製，氧化鋁的晶體形貌可（kě）以呈現出蠕蟲狀、片狀（zhuàng）、球形（xíng）（類球形）等形貌，目前在高導熱絕緣材料中（zhōng）填充的氧化鋁形貌主要（yào）以球形（類球形）為主。也有一些（xiē）研究機構使用片狀氧化鋁製（zhì）作高導熱絕緣矽橡膠複合材料。

類球形氧化鋁和片狀（zhuàng）氧化鋁

總之，作為導熱絕緣矽膠用的填料氧化（huà）鋁，其晶體形貌（mào）、粒徑分（fèn）布等都會對導熱絕緣矽膠材料的導熱率及產品性能（néng）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（huà）鋁的性能指標是相當關鍵的工作（zuò）。