氧化鋁導熱填料在導熱界麵材料中的應用

隨著5G和智能化時代的來臨,電子設備趨於小型化、集成化,其發熱量成倍增加,對散熱性能提出了更高的要求。導熱界麵材料作為連接芯片與散熱器之間熱量傳遞的橋梁,其性能直接影響電子設備的穩定性和壽命。氧化鋁作為一種常用的導熱填料,因其優異的導熱性能、絕緣性能和經濟性,在導熱界麵材料中占據重要地位。


氧化鋁導熱填料的應用 

氧化鋁導熱填料廣泛應用於導熱矽脂、導熱墊片、導熱矽膠等材料中,其主要作用是提高材料的導熱性能,確保電子設備在高溫環境下穩定運行。由於氧化鋁具有良好的導熱性、絕緣性、硬度高、耐熱性強和耐磨性優良等特點,使其成為導熱界麵材料的理想選擇。

導熱矽脂 

在導熱矽脂中,氧化鋁作為填料,能夠有效提高矽脂的導熱係數,使其在芯片與散熱器之間形成高效的熱傳導通道,快速將熱量從芯片傳導到散熱器,從而降低芯片的工作溫度,延長設備的使用壽命。

導熱墊片

導熱墊片是另一種常用的導熱界麵材料,氧化鋁填料在其中發揮著至關重要的作用。通過填充氧化鋁,導熱墊片的導熱性能得到顯著提升,能夠更好地適應不同形狀和尺寸的電子元件,實現高效的熱傳導。

導熱矽膠

導熱矽膠作為一種柔性導熱材料,氧化鋁填料的加入使其在保持良好柔韌性的同時,具備優異的導熱性能。這種材料適用於各種需要柔性導熱的場合,如LED燈、電子元件固定等。

氧化鋁導熱填料的研究進展

技術指標與趨勢

目前,氧化鋁導熱填料製備的導熱界麵材料熱導率基本在2~6W/(m·K)之間。為了進一步提高材料的熱導率,研究人員從多個方麵進行探索:

粒度優化:研究超細亞微米及更細的高導熱填料Al2O3,亞微米顆粒可以更好地填充到顆粒之間,有利於形成顆粒之間的導熱通道,降低界麵接觸熱阻。

結晶與形貌改善:提高氧化鋁的結晶程度和顆粒形貌規整程度,不僅有利於顆粒本身熱導率的提升,還可以降低粘度,增加填充率。

複配工藝研究:通過不同顆粒大小級配、不同形貌的複配,優化填料的堆積密度和導熱網絡結構,從而提高材料的導熱性能。

表麵改性:通過有效的表麵改性,改善氧化鋁與有機聚合物之間的浸潤性,提升氧化鋁填充率和分散性,降低界麵熱阻。

配方工藝研究

市場上導熱氧化鋁填料主要包括致密度較高的高溫燒結氧化鋁和高溫熔融氧化鋁兩大類。不同形貌的氧化鋁具有不同的性能特點,如球形氧化鋁具有高填充率、高堆積密度、低吸油率等優點,但其相變複雜,可能含有雜相;角形氧化鋁生產成本低、轉化率高,但純度低、填充率低、電導高,導致導熱係數低;類球形α-氧化鋁相含量高、純度高、表麵光滑,但顆粒形貌為橢圓形,影響填充率,且產品成本較高。通過實現球形、類球形、尖角形氧化鋁填料緊密堆積,搭建導熱網絡結構,有望製備出高性能的複合導熱氧化鋁填料複合材料。

氧化鋁導熱填料粒徑大小對導熱體係的影響

 

填料粒徑大小對體係的熱導率有一定影響。當填料填充量較低時,小粒徑導熱填料具有較大的比表麵積,使得在同等填料用量下,小粒子被基材包裹,無法相互接觸,彼此間接觸熱阻較大。相反,大粒子由於粒徑較大,彼此間容易接觸,接觸熱阻較小,使高分子材料更容易形成穩定的導熱通道。采用單一填料無法滿足應用需求時,可以通過複配粉、複合粉填料來達到應用需求性能。不同粒徑的導熱填料進行搭配,小顆粒填充於大顆粒之間的間隙中,與大顆粒形成更緊密的堆積,增加填料之間的接觸,從而提高材料的導熱性能。此外,填料的微觀形態也會影響其在基體樹脂中的分布狀態及導熱網鏈的形成,從而對體係的熱導率產生重要影響。不規則形、類球形、球形等形態的氧化鋁填料在基體樹脂中的分布狀態不同,通過混雜效應,填料間相互接觸幾率增大,容易形成導熱通路,比單一微觀形態的粒子更能提高體係的導熱性能。

MD6780U用於電子、電氣、計算機等工作溫度較高產品的導熱部件,適用於模壓/擠出/壓延成型,生產導熱板、蓋、管等。固化後呈彈性體、抗衝擊、抗震動等特點,同時固化物還具有良好的導熱、散熱功能和電氣性能。

 產品特點

1.優良的熱導率,散熱性能優異。

2.優良的可塑性,可模壓/擠出/壓延製作導熱片、導熱帽蓋、導熱管等。

3.阻燃性能優異,可通過UL 94V0

4.滾輪加工性好。

 主要應用:

發熱器與散熱器、IC發熱晶片、導熱板、蓋、管,充電器等

 產品物性

熱銷產品

中拉型氣相矽橡膠是矽膠產品一種常見性能矽膠製品,信越CHN-6000-U係列替代料(等同品)

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具有比一般膠更好的透明度可達到液體膠透明度高抗撕的固態膠。

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