隨著工業電子行業的（de）發展，電子元（yuán）件、集成電路趨（qū）於密集化（huà）、小型化，“熱”已經成為電器的運（yùn）行的頭等大敵。為了最大程度避免因散熱不力導致的電器故（gù）障，一般會在電子產品的發熱體與散熱設施之（zhī）間的接觸麵塗敷導熱矽膠以及導熱性矽（guī）膠製（zhì）品（pǐn）為輔助，那麽它的作用你都了解過（guò）嗎（ma）？

導熱矽膠是（shì）一種具有（yǒu）一定的柔韌性、優良的絕緣性（xìng）、壓縮性、表（biǎo）麵天然（rán）的粘性，專門為利用縫隙傳遞熱量的設計（jì）方案生產的（de）產品。除了（le）能填充縫隙，完成發熱部（bù）位與散熱部位間的熱傳遞，同（tóng）時還起到絕緣、減震等（děng）作用，滿足設備小型化及超薄化的設計要求，且厚度適用範圍廣，因此作為一種極佳的導熱填（tián）充材料被廣泛應用於電子電器產品中。

不過普通矽膠產品是熱的不良（liáng）導體，因此需要添加適合的導熱填料以提高其導熱性能，而在（zài）無機非金屬導熱絕緣粉體填料中，氧化鋁不但（dàn）具有良好的絕緣性能，而且其導熱率（lǜ）也不低（常溫導熱率為30W/m·K），在種種優勢加持下成為（wéi）了最為常用的導熱填（tián）料之一。

說是導熱率不錯，實際上（shàng）離“良好”還是很（hěn）有些距離（lí）的（比如（rú）說氮化鋁的導熱率為150W/m·K，是它的（de）至少五倍），氧化鋁最出色的地方（fāng）應該是（shì）在於（yú）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，就得想方設（shè）法在原（yuán）料不變的前提下提高矽膠的導熱（rè）性能。主要可選擇（zé）的方向有兩個，一是填（tián）料能在基體中形成導熱鏈或導熱網；二是提高氧（yǎng）化鋁填料自身導熱率。

一、導熱網絡（luò）的形（xíng）成

根據（jù）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（liàn）節（jiē）所構成的高分子材料，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，是熱的（de）不良導（dǎo）體，隻有通（tōng）過填（tián）充高導熱性的填料增（zēng）加材料的熱導率。

當加入的填料量較少時，填料（liào）在矽膠（jiāo）基體中的分（fèn）布近似以孤（gū）島形式出現，此（cǐ）時導熱率提高不大。為了提高導熱絕緣矽膠的導熱率，必須提高矽膠中填充氧化鋁（lǚ）的填充量，使氧化鋁顆粒在材料內部形成導熱通道。但是一味提高氧化鋁（lǚ）填充量，就會（huì）對矽膠體係（xì）的工藝性能（néng）及產品的性能造成影響--一般來說，當氧化鋁填充到導熱材（cái）料中，隨（suí）著填充量的增加（jiā），導熱材料的拉伸強度和硬度逐漸提高，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（zhōng），氧化鋁粉體對基體起到增強作用。

因（yīn）此（cǐ）在製備高導熱絕緣矽膠（jiāo）材料（liào）時，不能單純依靠提高填（tián）充量來增加導熱性能，因為導熱絕緣矽膠不但要求材料的導熱性，而且對粘度、可壓縮性（xìng）、柔韌性均（jun1）有所要求。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（néng）來實現。此外，采用不同粒徑、不同形狀的導熱填料和不同種類的導熱填（tián）料複配填充，也可以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（yú）導熱矽膠來說，粘度、可壓縮性、柔（róu）韌性同樣很重要

二、提高氧（yǎng）化鋁自身導熱率

若要提高氧化鋁自身的導熱率，必須（xū）提（tí）高晶體的結晶程度和致密度，因此氧化（huà）鋁填料必須具有高（gāo）的α相含量，這是因為α相氧化（huà）鋁為六方結構，是氧（yǎng）化鋁變體中最為致密的（de）結構。此外，α相納米氧化（huà）鋁（lǚ）還具有高硬度、高強度、耐熱、耐腐蝕等特性，其製備有多種（zhǒng）工藝路線，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（jiě）法、碳酸鋁銨熱解法和噴霧熱解法3種（zhǒng）。

①銨明礬熱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化鋁，此法工藝簡（jiǎn）單，但生產周期長，難實現規模（mó）化；

②銨明礬熱解（jiě）法改進後形成了（le）碳酸鋁銨熱解法（fǎ），目前已見報道的是將銨明礬（fán）與碳酸氫銨反應製得銨片鈉鋁石（shí）前驅沉（chén）澱，然後經1200℃灼燒，可（kě）製得粒徑為15nm的氧化鋁粉體（tǐ）；

③噴霧熱（rè）解法是將金屬鹽溶液以霧狀噴入高溫氣氛中，使其中的水分蒸發，金屬鹽發生（shēng）熱分解，析出固相，直接製備（bèi）出納米氧化鋁陶瓷粉。

2.非晶態晶化法

此法（fǎ）主要是（shì）使非晶（jīng）態的化合物經退火處（chù）理後晶化。這種方法可生產出成分（fèn）準確的納米材料，且不（bú）需經過成型處理，由非晶態可（kě）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（duì）晶（jīng）粒的粒（lì）徑十分敏感。隻有（yǒu）粒（lì）徑較小時，塑性較好，否則材料變得很脆（cuì）。此方法法（fǎ）設備工藝（yì）簡單，產率高，成本低，環境汙染小，但產品粒（lì）度分布不均，易（yì）團聚。

3.溶膠-凝膠法

該法在氧化物納米粉（fěn）製（zhì）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（zài）聚合成溶膠，進而生成具有一定結構的凝（níng）膠，最後經幹燥和（hé）熱處理得納米粒子。整個反應是：分（fèn）子態-聚合體-溶膠-凝膠-晶態（或（huò）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（zǐ）均（jun1）勻度高，純度高，反應過程易於控製，副反應少（shǎo），但產品團聚問題顯著，且以有機物（wù）為原料時（shí）毒性大，價格高。

4.液相沉澱法（fǎ）

液相沉澱法是在溶液（yè）的狀態（tài）下，通過化學反（fǎn）應使原料（liào）中的有效成分生成沉澱，再經過（guò）濾、洗滌、幹燥、熱分解製備納米粒子。它包括直接沉澱法、共（gòng）沉（chén）澱（diàn）法和（hé）均勻沉澱法。

①直接（jiē）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（bǎ）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（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（wù）質為沉澱劑，利（lì）用水（shuǐ）解速率（lǜ）控（kòng）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（jiǎn）單，工藝流程短，成本低，但反應易受溶液組分、濃度、溫度、時間等的控製，不易（yì）形成（chéng）分散粒子。但近年來，通過引入冷（lěng）凍幹燥、共沸幹燥、超臨界幹燥等工藝，有效解決了硬團聚問（wèn）題，能製得（dé）質量較高（gāo）的納米（mǐ）粒子。

5.反膠團微乳（rǔ）法

該法是使互不相溶的兩種（zhǒng）溶液中的一種以微小液滴的（de）形式（shì）（水相）分散於另（lìng）一相（xiàng）中（油相）形成微乳液（w/o型），用水相作為氧化物或氫氧化（huà）物生成（chéng）的微反應器，發（fā）生沉（chén）澱反應，再經洗滌、幹燥（zào）、煆燒得到納米氧化鋁（lǚ）粉體。

反膠團微乳法操作簡單，可以通（tōng）過改變原料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（mò）對功能陶瓷材料的生產（chǎn）有重要意（yì）義（yì）。但產品粒子過細，提高了後（hòu）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微小液滴，將（jiāng）溶劑快速蒸發，溶質析出得納米粒子（zǐ）。溶劑蒸發法又包括（kuò）直接幹燥法、噴霧幹燥法及冷凍幹燥法、超臨界幹燥法（fǎ）等。

①幹燥法效率酸低，質量差，應用受到了限製；

②噴（pēn）霧幹燥法以硝酸鋁、碳酸鋁銨為原料（liào），操作簡單，但硝（xiāo）酸（suān）鋁分解放出氮氧（yǎng）化物，可能會汙染環境；

③冷凍（dòng）幹（gàn）燥法產品均勻（yún）性好，但成本高；

④超臨界（jiè）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，產品應（yīng）用潛力巨大。

另外，氧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以呈現（xiàn）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的（de）氧（yǎng）化鋁形貌主要以球形（類球形）為主。也有一些研究機構使用片狀（zhuàng）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（yǎng）化鋁

總之，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品性能（néng）有很大的影響（xiǎng）。因此要想提（tí）高複合材料導熱性能，控製氧化鋁（lǚ）的性能指標是（shì）相當關鍵的工作。