随着5G和智能化时代的来临,电子设备趋于小型化、集成化,其发热量成倍增加,对散热性能提出了更高的要求。导热界面材料作为连接芯片与散热器之间热量传递的桥梁,其性能直接影响电子设备的稳定性和寿命。氧化铝作为一种常用的导热填料,因其优异的导热性能、绝缘性能和经济性,在导热界面材料中占据重要地位。
氧化铝导热填料的应用
氧化铝导热填料广泛应用于导热硅脂、导热垫片、导热硅胶等材料中,其主要作用是提高材料的导热性能,确保电子设备在高温环境下稳定运行。由于氧化铝具有良好的导热性、绝缘性、硬度高、耐热性强和耐磨性优良等特点,使其成为导热界面材料的理想选择。
导热硅脂
在导热硅脂中,氧化铝作为填料,能够有效提高硅脂的导热系数,使其在芯片与散热器之间形成高效的热传导通道,快速将热量从芯片传导到散热器,从而降低芯片的工作温度,延长设备的使用寿命。
导热垫片
导热垫片是另一种常用的导热界面材料,氧化铝填料在其中发挥着至关重要的作用。通过填充氧化铝,导热垫片的导热性能得到显著提升,能够更好地适应不同形状和尺寸的电子元件,实现高效的热传导。
导热硅胶
导热硅胶作为一种柔性导热材料,氧化铝填料的加入使其在保持良好柔韧性的同时,具备优异的导热性能。这种材料适用于各种需要柔性导热的场合,如LED灯、电子元件固定等。
氧化铝导热填料的研究进展
技术指标与趋势
目前,氧化铝导热填料制备的导热界面材料热导率基本在2~6W/(m·K)之间。为了进一步提高材料的热导率,研究人员从多个方面进行探索:
粒度优化:研究超细亚微米及更细的高导热填料Al2O3,亚微米颗粒可以更好地填充到颗粒之间,有利于形成颗粒之间的导热通道,降低界面接触热阻。
结晶与形貌改善:提高氧化铝的结晶程度和颗粒形貌规整程度,不仅有利于颗粒本身热导率的提升,还可以降低粘度,增加填充率。
复配工艺研究:通过不同颗粒大小级配、不同形貌的复配,优化填料的堆积密度和导热网络结构,从而提高材料的导热性能。
表面改性:通过有效的表面改性,改善氧化铝与有机聚合物之间的浸润性,提升氧化铝填充率和分散性,降低界面热阻。
配方工艺研究
市场上导热氧化铝填料主要包括致密度较高的高温烧结氧化铝和高温熔融氧化铝两大类。不同形貌的氧化铝具有不同的性能特点,如球形氧化铝具有高填充率、高堆积密度、低吸油率等优点,但其相变复杂,可能含有杂相;角形氧化铝生产成本低、转化率高,但纯度低、填充率低、电导高,导致导热系数低;类球形α-氧化铝相含量高、纯度高、表面光滑,但颗粒形貌为椭圆形,影响填充率,且产品成本较高。通过实现球形、类球形、尖角形氧化铝填料紧密堆积,搭建导热网络结构,有望制备出高性能的复合导热氧化铝填料复合材料。
氧化铝导热填料粒径大小对导热体系的影响
填料粒径大小对体系的热导率有一定影响。当填料填充量较低时,小粒径导热填料具有较大的比表面积,使得在同等填料用量下,小粒子被基材包裹,无法相互接触,彼此间接触热阻较大。相反,大粒子由于粒径较大,彼此间容易接触,接触热阻较小,使高分子材料更容易形成稳定的导热通道。采用单一填料无法满足应用需求时,可以通过复配粉、复合粉填料来达到应用需求性能。不同粒径的导热填料进行搭配,小颗粒填充于大颗粒之间的间隙中,与大颗粒形成更紧密的堆积,增加填料之间的接触,从而提高材料的导热性能。此外,填料的微观形态也会影响其在基体树脂中的分布状态及导热网链的形成,从而对体系的热导率产生重要影响。不规则形、类球形、球形等形态的氧化铝填料在基体树脂中的分布状态不同,通过混杂效应,填料间相互接触几率增大,容易形成导热通路,比单一微观形态的粒子更能提高体系的导热性能。
MD6780U用于电子、电气、计算机等工作温度较高产品的导热部件,适用于模压/挤出/压延成型,生产导热板、盖、管等。固化后呈弹性体、抗冲击、抗震动等特点,同时固化物还具有良好的导热、散热功能和电气性能。
● 产品特点
1.优良的热导率,散热性能优异。
2.优良的可塑性,可模压/挤出/压延制作导热片、导热帽盖、导热管等。
3.阻燃性能优异,可通过UL 94V0
4.滚轮加工性好。
● 主要应用:
发热器与散热器、IC发热晶片、导热板、盖、管,充电器等
● 产品物性