隨著工業電（diàn）子行業的發展，電（diàn）子元件、集（jí）成電路趨於密集化、小型化，“熱”已經成為電器（qì）的運行的頭等大敵。為了最大程度避免（miǎn）因散熱不力導致的電器故（gù）障，一般（bān）會在電子產（chǎn）品的發熱體與散熱設施之間的接（jiē）觸麵塗敷導熱矽膠以及導（dǎo）熱性矽膠製品為輔助，那麽它（tā）的作用（yòng）你都了解過嗎？

導熱矽膠是一種具有一定的柔（róu）韌性、優良的絕緣性、壓縮性（xìng）、表麵天然的粘性，專門為利用縫隙傳遞熱量的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，同時還起到絕緣、減震等作用，滿足設備小（xiǎo）型化及超薄化的設計要求，且（qiě）厚度適用範圍廣，因（yīn）此作為一種極（jí）佳的導熱填充（chōng）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（de）不良導體，因此需（xū）要添加適合的導熱填料以提高其導熱（rè）性能，而在無機非金屬導熱（rè）絕緣粉體填料中，氧化鋁不但具有良好的絕（jué）緣性能，而且其導熱率也不低（常溫導熱率為30W/m·K），在（zài）種種優勢加持下成（chéng）為（wéi）了最為常用的導熱填料之一。

說是（shì）導熱率不錯，實際上離“良好”還是很有（yǒu）些距離（lí）的（比（bǐ）如說氮化鋁的導熱（rè）率為150W/m·K，是它（tā）的至少五倍），氧化（huà）鋁（lǚ）最出色的（de）地方應該是在於它的性價比。為了不失去這種優勢，並同時提高氧（yǎng）化鋁的應用優（yōu）勢，就得（dé）想方設法在原料不變的前（qián）提下（xià）提高矽（guī）膠的導熱性能。主（zhǔ）要可選擇的方向有兩個，一是填料能在基體（tǐ）中形（xíng）成導熱鏈或導（dǎo）熱網；二是提高氧化鋁填料自身導熱率。

一（yī）、導熱網絡的形成

根據熱力（lì）學，導熱即熱能以振動能的形式傳（chuán）遞，即（jí）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（xìng）鏈節所構成的高分子材料，整個（gè）分子鏈不能（néng）完全自由運動，隻（zhī）能發生原子、基團或鏈節的振動，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填料增加材料的熱導率。

當加入的填料量較少時，填（tián）料在矽（guī）膠基體中的分布近似以孤島形式出現，此時導（dǎo）熱率提高不大。為了提高導熱絕緣（yuán）矽膠的（de）導熱率，必（bì）須（xū）提高矽膠（jiāo）中填充氧化（huà）鋁的填充量，使（shǐ）氧化鋁顆粒（lì）在材料內部形成導熱通道。但是一味提高氧化鋁填充（chōng）量，就會對矽膠體係（xì）的工藝性（xìng）能及產品的性能造成影響--一般來說，當氧化（huà）鋁填充到導熱材料中，隨著填（tián）充量的增加，導熱材料的拉伸強度和硬度逐漸提高，而材料的柔韌性逐（zhú）漸變差，其（qí）斷裂伸長率不斷降低，這是因為（wéi）氧化鋁填充到（dào）高分子複合材料中，氧化鋁粉體對基體起到增強作用。

因此（cǐ）在製備高導熱絕（jué）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（wéi）導熱絕緣矽膠不但要求材料的導熱性（xìng），而且（qiě）對粘度、可壓縮性、柔韌性均有所要（yào）求。若想進一步提高導熱矽膠材料的（de）導熱率，就得通過提（tí）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（zhuàng）的（de）導（dǎo）熱填料和不（bú）同種類的導熱填料複（fù）配填充，也可以發揮各種填料的特點，提高（gāo）材料的熱導率（lǜ），並降低成本。

對於導熱矽（guī）膠來說，粘度、可壓縮（suō）性、柔韌性同樣很重要

二、提高氧化鋁自身導熱率

若要提高氧（yǎng）化鋁自身（shēn）的導熱率，必須提高晶體的結晶程（chéng）度和致密度，因此氧化（huà）鋁填（tián）料必（bì）須具有高的（de）α相含量（liàng），這是因為α相氧化鋁為六（liù）方（fāng）結構，是氧（yǎng）化鋁變體中最為致（zhì）密的結構。此外，α相納米氧化鋁還具有高硬（yìng）度、高強度、耐熱、耐（nài）腐蝕等特性，其製備有（yǒu）多種工藝路線（xiàn），主要采用的有以（yǐ）下幾種：

1.化學熱（rè）解法

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

①銨明（míng）礬熱（rè）解法是用硫酸鋁銨溶液與硫酸銨反應，製得銨明礬，再加熱分解成納米氧（yǎng）化鋁，此法工藝簡單，但生產周期（qī）長，難實現規（guī）模化；

②銨明礬熱解法改進後形成了碳（tàn）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片鈉鋁石前驅沉澱，然後經1200℃灼燒，可（kě）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（fēn）中，使其中的水分（fèn）蒸（zhēng）發（fā），金屬鹽發生熱分解，析出（chū）固相，直接製備出納米（mǐ）氧化鋁陶瓷粉。

2.非晶態晶化法

此法主要是使非晶態（tài）的化合物經退火處理後晶化。這種方法可生產出成分準確的納米材料（liào），且不需經過成型處（chù）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（mǐ）結構材料的塑性對晶粒的粒（lì）徑（jìng）十分敏感。隻有粒徑較小（xiǎo）時，塑（sù）性較好，否則材料變得很脆。此方法（fǎ）法（fǎ）設備工藝簡單，產率高，成本低，環境汙染小，但產品粒度分布不均，易（yì）團聚。

3.溶膠-凝膠法

該法（fǎ）在氧化物納米粉製備中應用較（jiào）多。其化學過程是將原料經水解反應（yīng）生成活性單體，再聚合成溶膠，進而生（shēng）成具有一定結構的凝膠，最後經幹燥和熱處理得（dé）納米粒子（zǐ）。整個反應是：分（fèn）子態-聚合體-溶膠-凝膠-晶態（tài）（或非晶態）的過程。

溶膠凝膠法（fǎ）反應溫度低，產品晶型、粒度可控，且（qiě）粒子均勻度高，純（chún）度（dù）高（gāo），反應過程易於控（kòng）製，副反應少，但產（chǎn）品（pǐn）團聚問題顯著，且以有機物為原料時毒性大，價格（gé）高。

4.液相沉澱法

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

①直接沉澱（diàn）法是通過沉澱反應從溶液中製備納米粒子；

②共沉澱法是把沉澱（diàn）劑加入到混合後的金屬鹽溶液中，使各組份混合沉澱，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，利用水解速率控製粒子（zǐ）生（shēng）長速度從而得到（dào）納米粒子的（de）方法（fǎ）。它（tā）可（kě）減少團（tuán）聚，產品粒度均勻，粒徑（jìng）分布窄，純度高。

沉澱（diàn）法操（cāo）作簡（jiǎn）單（dān），工藝流程短，成本低，但反應（yīng）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（gàn）燥、超臨界幹燥等（děng）工藝，有效解決（jué）了硬團聚問題，能製得質量較高的納米粒子。

5.反膠團微（wēi）乳法

該法是（shì）使互不相溶的兩種溶液中的一（yī）種以微小（xiǎo）液滴的形式（水相）分散於另一相中（油相）形成微乳液（w/o型），用（yòng）水相作為氧化物或氫氧化（huà）物生成的微反應器，發生沉澱反應，再經洗滌、幹燥（zào）、煆燒得到納（nà）米氧化鋁粉體。

反膠團微乳法（fǎ）操作簡單，可以通過改變原料組（zǔ）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（duì）功能陶瓷材料的生產有重要意義。但產（chǎn）品粒子過細，提高了後續分離過程的難度。

6.溶劑蒸發法

該（gāi）法先（xiān）將金屬鹽溶（róng）液製成微小液滴，將溶劑快速蒸發，溶質析出得（dé）納米粒子。溶劑蒸發法又（yòu）包括直接幹燥法、噴霧幹（gàn）燥法及冷凍幹（gàn）燥法、超臨（lín）界幹燥法等。

①幹燥法效率酸低，質量差，應用受到（dào）了限製；

②噴霧幹燥法以硝酸鋁、碳酸鋁銨為原料（liào），操作簡（jiǎn）單，但硝酸鋁分解（jiě）放出氮氧化物，可能會汙染環境；

③冷凍幹燥法產品均勻性好，但成本高；

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氧化鋁粒徑小，孔徑大，密度低，表麵（miàn）能高，產品應用潛力（lì）巨大。

另外，氧化鋁形貌也對（duì）導熱率有不同程度的影響。根據不同的燒成控（kòng）製（zhì），氧化鋁的晶體形貌可以呈現出蠕蟲狀、片狀、球形（類球形）等形貌，目前在高導熱絕緣材（cái）料中填（tián）充的氧化鋁形貌主要（yào）以球形（xíng）（類球形）為主。也有一（yī）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。

類球形氧化鋁（lǚ）和片狀氧（yǎng）化鋁

總之，作（zuò）為導熱絕緣矽（guī）膠用的填料氧化（huà）鋁，其晶體形貌、粒徑分布等都會對導熱絕緣矽膠材料（liào）的導熱率及產品性能（néng）有很大的影響（xiǎng）。因此要想提高複合材料導熱（rè）性能，控製氧化鋁的性能指標是相當關鍵（jiàn）的工作。