常用非金屬導(dǎo)熱粉材料簡介
常見導(dǎo)熱材料有很多，多數(shù)的金屬材料都是熱的良導(dǎo)體。本文主要給讀者介紹的不是金屬材料，是氧化物為主的各種非金屬導(dǎo)熱粉。目前使用的非金屬導(dǎo)熱材料多數(shù)為氧化鋁、氧化硅、氧化鋅、氮化鋁、氮化硼、碳化硅、石墨等。在電子電路、導(dǎo)熱高分子材料行業(yè)尤其是以微米氧化鋁、硅微粉為主體，納米氧化鋁，氮化物做為高導(dǎo)熱領(lǐng)域的填充粉體；而氧化鋅大多做為導(dǎo)熱膏（導(dǎo)熱硅脂）填料用。
幾種常用導(dǎo)熱粉的優(yōu)缺點簡介：
1、氮化鋁AlN，優(yōu)點：導(dǎo)熱系數(shù)非常高。缺點：價格昂貴，通常每公斤在千元以上；氮化鋁吸潮后會與水反應(yīng)會水解AlN+3H20=Al(OH)3+NH3，水解產(chǎn)生的Al(OH)3會使導(dǎo)熱通路產(chǎn)生中斷，進(jìn)而影響聲子的傳遞，因此做成制品后熱導(dǎo)率偏低。即使用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，也不能保證100%填料表面被包覆。單純使用氮化鋁，雖然可以達(dá)到較高的熱導(dǎo)率，但體系粘度極具上升，嚴(yán)重限制了產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。
2、氮化硼B(yǎng)N，優(yōu)點：導(dǎo)熱系數(shù)非常高，性質(zhì)穩(wěn)定。缺點：價格很高，市場價從幾百元到上千元（根據(jù)產(chǎn)品品質(zhì)不同差別較大），雖然單純使用氮化硼可以達(dá)到較高的熱導(dǎo)率，但與氮化鋁類似，大量填充后體系粘度極具上升，嚴(yán)重限制了產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。聽說有國外廠商有生產(chǎn)球形BN，產(chǎn)品粒徑大，比表面積小，填充率高，不易增粘，價格極高。
3、碳化硅SiC優(yōu)點：導(dǎo)熱系數(shù)較高。缺點：合成過程中產(chǎn)生的碳及石墨難以去除，導(dǎo)致產(chǎn)品純度較低，電導(dǎo)率高，不適合電子用膠。密度大，在有機(jī)硅類膠中易沉淀分層，影響產(chǎn)品應(yīng)用。環(huán)氧膠中較為適用。
4、α-氧化鋁（針狀）優(yōu)點：價格便宜。缺點：添加量低，在液體硅膠中，普通針狀氧化鋁的最大添加量一般為300份左右，所得產(chǎn)品導(dǎo)熱率有限。
5、α-氧化鋁（球形）優(yōu)點：填充量大，在液體硅膠中，球形氧化鋁最大可添加到600~800份，所得制品導(dǎo)熱率高。缺點：價格較貴，但低于氮化硼和氮化鋁。
6、氧化鋅ZnO優(yōu)點：粒徑及均勻性很好，適合生產(chǎn)導(dǎo)熱硅脂。缺點：導(dǎo)熱性偏低，不適合生產(chǎn)高導(dǎo)熱產(chǎn)品；質(zhì)輕，導(dǎo)熱粉增粘性較強(qiáng)，不適合灌封。
7、石英粉（結(jié)晶型）優(yōu)點：密度大，適合灌封；價格低，適合大量填充，降低成本。缺點：導(dǎo)熱性偏低，不適合生產(chǎn)高導(dǎo)熱產(chǎn)品。密度較高，可能產(chǎn)生分層。
綜上，不同導(dǎo)熱粉填料有各自特點，選擇導(dǎo)熱粉填料時應(yīng)充分利用各填料的優(yōu)點，采用幾種填料進(jìn)行混合使用，發(fā)揮協(xié)同作用，既能達(dá)到較高的熱導(dǎo)率，又能有效的降低成本，同時保障填料與高分子的混溶性。
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