隨著工業電子行（háng）業的發展，電子元件、集（jí）成（chéng）電路趨於密集化、小（xiǎo）型化（huà），“熱”已經成為電器的運行的頭等大敵。為（wéi）了最大（dà）程度避免因散熱不力導致的電器故障，一般會在電子產品的發熱體與散熱設施（shī）之間的接觸麵（miàn）塗敷導熱矽膠以及導熱性矽膠製品為輔助，那麽它的作（zuò）用你都了解過嗎？

導熱矽膠是一種（zhǒng）具有一定的柔韌性、優良的絕（jué）緣性、壓縮性、表麵天然的粘性（xìng），專門為（wéi）利用（yòng）縫隙傳遞熱量的設計方案生產的產品。除了能填充縫隙，完（wán）成發熱部位與散熱部位間的熱傳遞，同時還（hái）起到絕緣、減震等作用，滿足設（shè）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料被（bèi）廣泛應用於電（diàn）子（zǐ）電器產品中。

不過普通矽膠產品是熱的不（bú）良導體，因此（cǐ）需要（yào）添加適（shì）合的導熱填料以提高其導熱性能，而在無（wú）機非金（jīn）屬導熱絕緣粉體填料中，氧化鋁不但具有良好的絕（jué）緣性能（néng），而且其導熱率也不低（常溫導熱率為（wéi）30W/m·K），在種種優勢加持（chí）下成為了最為常用的導熱填料之一。

說是導熱率（lǜ）不錯，實際上離“良好”還是很有些距離的（比如說氮化鋁的（de）導熱（rè）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（yú）它的性價比。為了不失去這種優勢，並同時（shí）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提高矽膠（jiāo）的導熱（rè）性能。主要可（kě）選擇的方向有兩個，一是填料能在基體（tǐ）中（zhōng）形成導熱鏈或導熱網；二是提高氧化鋁填（tián）料自身導（dǎo）熱（rè）率。

一、導熱網絡的形成

根據熱力學，導（dǎo）熱即熱能以振動能的形式傳遞，即由物（wù）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構成（chéng）的（de）高（gāo）分子材料，整個（gè）分子鏈不能完全自由運動，隻能（néng）發生原子、基團或（huò）鏈節（jiē）的振動，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（de）填料增加材料的熱導率。

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（gū）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（tí）高矽膠中填充氧化鋁的（de）填充（chōng）量，使氧化鋁顆粒在材料內部（bù）形成導熱通（tōng）道。但（dàn）是一味提高氧化鋁填充量，就（jiù）會對矽膠體係的工藝性能及產品的性能造成影響--一般來說，當（dāng）氧化鋁填充到導熱材料中，隨著（zhe）填充量的增加，導熱材料的拉伸強度（dù）和硬度逐漸提高，而材料的柔韌性逐（zhú）漸變差（chà），其斷裂伸長率不斷降低（dī），這是因為（wéi）氧化鋁填充到高分子複合材料中，氧化鋁粉體對（duì）基體起到增強作用（yòng）。

因此在製備高導熱絕緣矽（guī）膠材料時，不能單純依靠提高填充量來（lái）增加導熱（rè）性能，因（yīn）為導熱絕（jué）緣矽膠不但要求（qiú）材料的（de）導熱性，而且對粘度、可壓縮性、柔韌性均有所（suǒ）要求。若想進一步提高導熱矽膠材料的導（dǎo）熱率，就得通過（guò）提（tí）高氧化鋁填（tián）料自身的性能來實現。此（cǐ）外，采用不同粒徑、不同形狀的導熱（rè）填料和不同種類的導熱填料複配填充，也可（kě）以發揮（huī）各種填料的特點（diǎn），提高材料的熱導率，並降低成本。

對於導熱矽膠來說，粘度、可壓縮性、柔韌性同樣很重要

二、提高氧化（huà）鋁自身導熱率

若要提高氧化鋁自身的導熱率（lǜ），必須提高晶體的結晶程度和致密度，因此氧化鋁填料必須（xū）具有高的α相含量，這是因為α相氧化鋁為六（liù）方結構，是氧化鋁變體中最（zuì）為致密的（de）結構。此（cǐ）外，α相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（zhǒng）工藝路（lù）線（xiàn），主要采用的有以下幾種：

1.化學熱解（jiě）法

化學熱解法要包括銨明礬熱解法、碳酸鋁（lǚ）銨熱解法和噴霧熱（rè）解法3種。

①銨明礬熱解法是用硫酸鋁（lǚ）銨溶液與硫（liú）酸銨反（fǎn）應，製得銨（ǎn）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（huà）；

②銨明礬（fán）熱解（jiě）法改進後形（xíng）成了碳酸鋁銨熱解法，目（mù）前已見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，然後經1200℃灼燒，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（zhuàng）噴入高溫氣氛中，使其中的水分蒸（zhēng）發，金屬鹽發（fā）生熱分解，析出固相，直接製備出納米氧化鋁陶瓷粉。

2.非晶態晶（jīng）化法（fǎ）

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（shēng）產出成分準確的納米（mǐ）材料，且不需經過成型處理，由非晶態可直接製備（bèi）出納米氧化鋁。這種方法生產的納米（mǐ）結構材料的（de）塑性對（duì）晶粒的粒徑十（shí）分敏感。隻有粒（lì）徑較小時，塑性較好，否則（zé）材料變得很脆。此方法法設（shè）備工藝簡單，產率高，成本低，環境汙染小，但產品粒度分布不（bú）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多（duō）。其（qí）化學過程是將原料經水解反應生成活性（xìng）單體，再聚（jù）合成溶膠（jiāo），進而生成具有一定結構的凝膠，最後經幹燥和熱處理得納米粒子。整個反應是：分子態-聚（jù）合體-溶膠-凝（níng）膠-晶態（或非晶態）的（de）過程。

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

4.液相沉澱法

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

①直接沉澱法是通（tōng）過沉澱反應從（cóng）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的金屬（shǔ）鹽溶液中，使各組份混合沉澱，再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（jì），利用水（shuǐ）解速率控製粒子（zǐ）生長速度從而（ér）得到納米粒子的方法。它可減少團聚，產品（pǐn）粒度均勻，粒徑（jìng）分布窄，純度高。

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

5.反膠團微乳法

該法是（shì）使互不相溶的兩種溶（róng）液中的一種以微小液滴的形式（水相）分散（sàn）於另一（yī）相中（油相）形成微乳液（w/o型），用水相作為氧化物或氫氧化物生成（chéng）的微反應器，發生沉澱反應，再經洗滌、幹燥、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式控製粒徑，而且粒徑分（fèn）布窄，製出的均勻多相無機化合物粉（fěn）末對功能陶瓷材料的生產有重要意義（yì）。但產品粒子過細（xì），提（tí）高了後續分離過程的難度（dù）。

6.溶劑蒸發法（fǎ）

該法先（xiān）將金屬鹽溶液（yè）製成微小液滴，將溶劑快速蒸發，溶質（zhì）析出得納（nà）米粒子（zǐ）。溶劑蒸發法又包括直（zhí）接幹（gàn）燥法、噴霧幹燥（zào）法及冷（lěng）凍幹燥法、超臨界幹燥法等。

①幹燥法效率酸低，質量差，應用受到了限製；

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

③冷凍（dòng）幹燥法產品均勻（yún）性好，但成本高（gāo）；

④超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（de）氧化鋁粒徑小，孔徑大，密度低，表麵（miàn）能（néng）高，產品應用潛力巨大。

另外，氧化鋁形貌（mào）也對導熱率有不同程度的影響。根據不同（tóng）的（de）燒成控製（zhì），氧化鋁的晶體形貌可以呈現出蠕蟲狀、片狀、球形（類球形）等形貌，目前在高導熱絕緣材料中填充（chōng）的氧化鋁形貌主要以球形（類球形）為主。也有一些（xiē）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（cái）料。

類球形氧化鋁和片狀氧化鋁

總（zǒng）之，作為導熱絕緣矽膠用的填料氧化鋁，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（chǎn）品（pǐn）性能有很大的影響。因此（cǐ）要想提高複合材料導熱性能（néng），控製氧化鋁的性能指（zhǐ）標是相當關鍵的（de）工作。