隨著工業電子行業的發展，電子元件、集成電路趨於密（mì）集化、小型（xíng）化，“熱”已經成為電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器（qì）故障（zhàng），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矽膠製品為輔助，那麽它的作用你都了解過（guò）嗎？

導熱矽膠是一種具有一定的柔韌性、優良的絕緣性、壓縮性、表麵（miàn）天然的粘性，專門為利用縫隙傳遞熱量（liàng）的設計（jì）方案生產的產品。除了能填（tián）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，滿足設備小型化及超薄化的設（shè）計要求，且厚度適用範圍（wéi）廣，因此（cǐ）作為（wéi）一種極佳的導熱填充材料被廣泛應（yīng）用於電子電器產品中。

不（bú）過普通矽膠產品是熱的不良導體，因此（cǐ）需要添加適合的導熱填（tián）料以提高其導（dǎo）熱性能，而在無機非金屬導（dǎo）熱絕緣粉體填料中，氧化鋁不但具有良好的絕緣（yuán）性能，而且其導熱率也不低（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一。

說是導熱率不錯，實際上離“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性價比。為了不失去這種優勢，並同時提（tí）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（guī）膠（jiāo）的導熱性能。主要可選擇的方向有兩個，一是（shì）填料能在基體中形（xíng）成導熱鏈或導熱網；二是提高氧化鋁填（tián）料自身導熱（rè）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傳遞，即由物質內部微觀粒子相互（hù）碰撞和傳遞。由於矽膠是由不對稱的極性鏈節所構成的高分子材料，整個分子鏈（liàn）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，是熱的不良（liáng）導（dǎo）體，隻（zhī）有通過填充高導熱（rè）性的填（tián）料增加（jiā）材料的熱（rè）導率。

當加入的（de）填（tián）料量（liàng）較少時，填料在矽膠基體中的分布近似以（yǐ）孤島形式出現，此時導熱率提高不大。為了提高（gāo）導熱絕緣矽膠的導熱率，必須提高矽（guī）膠中（zhōng）填充氧化（huà）鋁的填充量，使氧化鋁顆粒（lì）在材料內部（bù）形成（chéng）導熱通道。但是（shì）一味提（tí）高氧化鋁填充量，就會對（duì）矽膠體係（xì）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）著填充量的增加，導熱材料（liào）的拉伸強（qiáng）度和硬度逐漸提（tí）高，而材料的柔韌性逐漸變差，其斷裂伸長率不斷降低，這是因為氧化鋁填充到高分子複合材料中，氧化鋁粉體對基體起（qǐ）到增強作用。

因此（cǐ）在製備高導熱絕緣矽膠材料時，不能單（dān）純依靠（kào）提高填充量來增加導熱（rè）性能，因為導熱絕緣矽膠不但（dàn）要求材料的導熱性，而且對（duì）粘度、可壓縮性、柔韌性均有（yǒu）所要求（qiú）。若想進一步提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，采用不同粒徑、不同形狀的導熱（rè）填（tián）料和不同（tóng）種類的（de）導熱填料複（fù）配填（tián）充，也可以發揮各種填料的特點（diǎn），提高材料的熱導率，並降低成本。

對於導（dǎo）熱矽膠來說，粘度、可（kě）壓縮性、柔韌性同樣很重要

二、提高氧化鋁自（zì）身導熱率

若要提高氧化鋁（lǚ）自身的導熱率，必須（xū）提高晶體的結晶（jīng）程度和致密度，因（yīn）此氧化鋁填料（liào）必須具有高的α相含量，這是因為α相氧化鋁為六方結構，是氧化（huà）鋁變（biàn）體（tǐ）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（rè）、耐（nài）腐蝕等特性，其製備有（yǒu）多種工藝（yì）路線，主要采用的有以下幾種：

1.化學熱解法

化學熱解法要包括銨明礬熱解法、碳酸鋁銨熱解法和噴霧（wù）熱解法3種。

①銨明礬熱解法是用（yòng）硫酸鋁銨溶液與硫酸銨反應，製得銨明礬，再加熱分解成納（nà）米（mǐ）氧化（huà）鋁，此法工藝簡單，但生（shēng）產周（zhōu）期長，難實現（xiàn）規模化；

②銨明礬熱解法改進後形成了（le）碳酸鋁（lǚ）銨熱解法，目前已見報道的是將銨明礬與碳酸（suān）氫銨反應製得銨片鈉（nà）鋁石前驅沉澱，然後經1200℃灼燒，可製得粒徑為15nm的氧化鋁粉（fěn）體；

③噴霧熱解法（fǎ）是將金屬鹽溶液以霧狀噴入高溫氣氛中，使其中的水分蒸發，金（jīn）屬鹽發生熱分解，析出固相，直（zhí）接製備出納（nà）米（mǐ）氧化鋁陶瓷粉。

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（hòu）晶化。這種方法（fǎ）可（kě）生產出（chū）成分準確的納米材料，且不需經過（guò）成型處理（lǐ），由非晶態可直接製備出納米氧化鋁。這種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（jiào）好，否則材料變得很脆。此方法法（fǎ）設備工藝簡單（dān），產率高，成本低，環境汙染小，但產品粒度分布不均，易團聚。

3.溶膠-凝膠法

該法在氧化物納米粉製備中（zhōng）應用較多。其化學過（guò）程是將原料經（jīng）水解反應生成（chéng）活性單體，再聚（jù）合（hé）成溶膠，進而生成具（jù）有（yǒu）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（tài）-聚合體-溶膠-凝膠-晶態（或非晶態）的過程。

溶膠（jiāo）凝膠法反應溫度低，產品晶型、粒度可（kě）控，且粒子（zǐ）均（jun1）勻度高，純度高，反應過程易於控製，副反應少，但產品團聚問題顯著，且以有機物為原料時毒（dú）性大，價（jià）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（de）有效成分生成沉澱，再經過濾、洗滌、幹燥、熱分解製（zhì）備納米粒子。它包括（kuò）直接沉澱法、共（gòng）沉澱法和（hé）均勻沉澱法。

①直接沉澱法是通過沉澱反（fǎn）應從溶液中製備納米粒子；

②共（gòng）沉澱法是把沉澱劑加入到混（hún）合後的金屬鹽溶液中，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，利用水解速率控製粒子生長速度從而得到納米粒子的方法。它可減少團聚，產品粒度均勻，粒徑分布窄，純度高。

沉澱法操作簡單，工（gōng）藝流程短，成（chéng）本低，但反應易（yì）受（shòu）溶（róng）液組分、濃度、溫度、時間等的控製，不易形成分散粒子。但（dàn）近年來，通（tōng）過引入冷凍幹（gàn）燥、共沸幹燥、超臨界幹（gàn）燥（zào）等工藝，有效解決了硬團聚問題，能製得質量（liàng）較高的納米粒子。

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（yǐ）微小液滴的形式（水相）分（fèn）散於另一相中（zhōng）（油相）形成微乳液（yè）（w/o型），用水（shuǐ）相作為氧化物或氫氧化物（wù）生成的微反（fǎn）應器（qì），發生沉澱反（fǎn）應，再經洗滌、幹燥、煆燒得到納米氧化鋁粉體。

反膠團（tuán）微乳法操作簡單，可以通（tōng）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（jun1）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。但產品粒子過細，提高（gāo）了（le）後續分（fèn）離過程的難度（dù）。

6.溶劑（jì）蒸發法

該法先將金屬鹽溶（róng）液製成微小液滴，將溶劑快速蒸發，溶質（zhì）析出得納米粒子。溶（róng）劑蒸發法又包括直接（jiē）幹燥法（fǎ）、噴霧幹燥法及冷凍幹燥法、超（chāo）臨界幹燥法等。

①幹燥（zào）法效率酸低，質量差，應用（yòng）受到了限製；

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（fèn）解放（fàng）出氮（dàn）氧化物，可能會汙染環境；

③冷凍幹（gàn）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（xiāo）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，表麵能高，產品應用（yòng）潛力巨（jù）大。

另外，氧化鋁形貌也對導熱率有不同程（chéng）度（dù）的影響。根據不同的燒成控製，氧化鋁的（de）晶（jīng）體形貌可以呈（chéng）現出蠕蟲狀、片狀、球形（類球形）等形貌，目前在高（gāo）導熱（rè）絕緣材料中填充的氧化鋁形貌主要以球形（類球形）為（wéi）主。也有一些研究機構（gòu）使用片狀氧化鋁製作高導熱絕緣矽橡膠複合材料。

類球形氧化鋁和片狀氧化鋁

總之，作為導熱絕緣矽膠用的填料氧化鋁，其（qí）晶體形貌、粒徑分布等都會對導（dǎo）熱絕（jué）緣矽膠材料的導熱率及產品性能有很大的影響。因（yīn）此要想（xiǎng）提高複（fù）合材料導熱性能，控製氧化鋁的性能指標是（shì）相當關鍵的工作。