制備導(dǎo)熱硅膠墊片時，氧化鋁導(dǎo)熱粉體如何搭配才能獲得高導(dǎo)熱？

α-氧化鋁（下稱氧化鋁）導(dǎo)熱粉體因來源廣，成本低，在聚合物基體中填充量大，具有較高性價比，是制備導(dǎo)熱硅膠墊片最常用的導(dǎo)熱粉體。氧化鋁形貌有球形、角型、類球形等，不同形貌對熱界面材料的加工性能、應(yīng)用性能、成本等有不同影響，加之不同粒徑的影響，在體系中會形成一定的孔隙，影響導(dǎo)熱界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)。本文將從以下幾個方面探討不同形貌、不同粒徑的氧化鋁導(dǎo)熱粉體的搭配工藝，為制備高導(dǎo)熱硅膠墊片提供參考。

1、同等粒徑相同添加量下，不同形貌氧化鋁導(dǎo)熱粉體對導(dǎo)熱硅膠墊片加工性能的影響

選取5μm和45μm的球形、類球形氧化鋁形、角形氧化鋁在添加量75%下測試其對導(dǎo)熱硅膠墊片加工粘度的影響，如圖1所示。相同粒徑球形氧化鋁的加工粘度最小，角形氧化鋁加工粘度最大；相同形貌粒徑越大，加工粘度越低。主要是因為同等粒徑下，球形氧化鋁表面能越小，球的表面流動性越好，與基體攪拌成膜均勻，體系粘度就越低，而角形氧化鋁形貌不規(guī)則，其顆粒的表面能大，顆粒之間越易粘附在一起，粘度就越大；而在相同相貌下，粒徑越大，吸油值越小。

2、同等粒徑不同形貌下，不同添加量氧化鋁導(dǎo)熱粉體對導(dǎo)熱硅膠墊片導(dǎo)熱性能的影響

選取45μm類球形氧化鋁形、球形、角形氧化鋁，分別在75%、80%、85%添加量下測試對導(dǎo)熱硅膠墊片導(dǎo)熱系數(shù)的影響，如圖2所示，在同等添加量下，75%添加量時角形氧化鋁制備的導(dǎo)熱硅膠墊片的導(dǎo)熱系數(shù)較高。添加量在80%和85%時，類球形氧化鋁形氧化鋁制備的導(dǎo)熱硅膠墊片導(dǎo)熱系數(shù)較高。在添加量較少時，隨著添加量增加，三種形貌氧化鋁制備的墊片導(dǎo)熱系數(shù)不斷升高。由于角型氧化鋁比表面積大，在基體中形成的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)會更多，因此墊片的導(dǎo)熱效果較好。當(dāng)添加量增加，由于類球形氧化鋁是單晶顆粒、轉(zhuǎn)化率高、顆粒表面光滑，導(dǎo)熱系數(shù)最高，雖然球形氧化鋁球形度好，但是轉(zhuǎn)化率較低并且顆粒表面粗糙，導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)較低。

3、同等形貌不同添加量氧化鋁導(dǎo)熱粉體，在不同復(fù)配比例下對導(dǎo)熱硅膠墊片導(dǎo)熱性能的影響

考慮最佳性價比和粉體顆粒堆積原理，選取45μm球形氧化鋁、45μm類球形氧化鋁和5μm角型氧化鋁以2：2：1，2：1：1，1：2：1，1：1：1復(fù)配分別在80%、85%、90%的添加量下對導(dǎo)熱硅膠墊片導(dǎo)熱系數(shù)的影響。如圖3可見，相同復(fù)配比例，隨著添加量增加，四種復(fù)配粉體填充的墊片導(dǎo)熱系數(shù)不斷增加，這是由于隨著粉體添加量增加，顆粒之間的接觸點(diǎn)越多，逐漸形成致密導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，因此導(dǎo)熱系數(shù)增加。另外，由于類球形氧化鋁的轉(zhuǎn)化率高，導(dǎo)熱系數(shù)高，因此其比例較大，導(dǎo)熱硅膠墊片導(dǎo)熱系數(shù)的提升越明顯。

4、同等添加量及不同復(fù)配比例對復(fù)配氧化鋁導(dǎo)熱粉體堆積性能的影響

選取45μm球形氧化鋁、45μm類球形氧化鋁和5μm角型氧化鋁以2：2：1、2：1：1、1：2：1、1：1：1比例復(fù)配，如圖4可見，球形氧化鋁、類球形氧化鋁與角形氧化鋁比例1：2：1時堆積密度最大，這是因為顆粒之間的縫隙被相互填充，空隙小，密度大。

綜上，要制備高導(dǎo)熱率導(dǎo)熱硅膠墊片，需要尋求合適的導(dǎo)熱粉體原料、粉體形貌，確認(rèn)粒徑級配等，非一步即可完成。金戈新材在氧化鋁、氫氧化鋁等的應(yīng)用研究已經(jīng)有20+年的經(jīng)驗，可根據(jù)客戶具體的產(chǎn)品指標(biāo)、工藝特色、應(yīng)用目標(biāo)，提供個性化的導(dǎo)熱阻燃高分子材料解決方案。