導(dǎo)熱填料顧名思義就是添加在基體材料中用來增加材料導(dǎo)熱系數(shù)的填料,常用的導(dǎo)熱填料有氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氮化鋁、氮化硼、碳化硅等;其中,市場使用占有率大的是以微米級氧化鋁、硅微粉為主,納米氧化鋁,氮化物則做為高導(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。
幾種不同填料優(yōu)缺點對比
氮化鋁ALN |
80-320 |
導(dǎo)熱系數(shù)高 |
價格昂貴,每公斤幾千元以上。容易受潮水解,水解產(chǎn)生氫氧化鋁中斷導(dǎo)熱通路,因此制品熱導(dǎo)率偏低。 |
一般 |
氮化硼B(yǎng)N |
60-125 |
導(dǎo)熱系數(shù)高 |
價格昂貴,每公斤上千元。不能單純的大量填充,大量填充后體系粘度極具上升,嚴重影響產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。 |
一般 |
碳化硅SIC |
83.6-220 |
導(dǎo)熱系數(shù)高 |
合成過程中產(chǎn)生的碳及石墨難以去除,到賬產(chǎn)品純度低,電導(dǎo)率高,不適合電子用膠,密度大,在有機硅中易沉淀分層,應(yīng)用產(chǎn)品應(yīng)用。環(huán)氧膠中較為適用。 |
一般 |
氧化鎂MgO |
36 |
導(dǎo)熱系數(shù)一般 |
在空氣中易吸潮,增粘性較強,不能大量填充;耐酸性差,很容易被腐蝕,限制了酸性環(huán)境下的應(yīng)用。 |
一般 |
氧化鋁Al2O3 |
38 |
導(dǎo)熱系數(shù)高,球形填充量大 |
價格適中,每公斤不超過200元。球形或者類球形填充量大,最大可添加到600-800份,所得制品導(dǎo)熱率高。 |
最好 |
氧化鋅ZnO |
26 |
導(dǎo)熱系數(shù)偏低 |
粒徑和均勻性很好,適合生產(chǎn)導(dǎo)熱硅脂;導(dǎo)熱性偏低,不適合生產(chǎn)高導(dǎo)熱產(chǎn)品。質(zhì)輕,不適合生產(chǎn)高導(dǎo)熱產(chǎn)品。密度較高,可能產(chǎn)生分層。 |
較好 |
(備注:當然還有其他導(dǎo)熱材料,此表不一一列舉。)
綜上,可見目前性價比最好的是氧化鋁,國內(nèi)氧化鋁導(dǎo)熱粉效果好的有微米級VK-L600D和納米級VK-L04R兩種牌號,為了提高樹脂基體和填料的相容性,提高基體材料的導(dǎo)熱性能和不降低其力學(xué)性能,常用偶聯(lián)劑等表面處理劑進行表面處理。實驗證明,用偶聯(lián)劑表面處理的VK-L600D和VK-L04R氧化鋁粒子后填充環(huán)氧樹脂膠黏劑,與未經(jīng)表面處理直接填充所得的環(huán)氧膠黏劑相比,其導(dǎo)熱率提高了10%。其中尤以硅烷偶聯(lián)劑處理的納米級VK-L04R效果最為顯著。
氧化鋁作為絕緣導(dǎo)熱聚合物填料,廣泛應(yīng)用于導(dǎo)熱塑料、導(dǎo)熱橡膠、導(dǎo)熱粘合劑、導(dǎo)熱涂料等領(lǐng)域。
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