氧化鋁：經(jīng)濟(jì)適用型絕緣導(dǎo)熱材料填料

　　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(chǎng)使用占有率大多是以微米級(jí)氧化鋁、硅微粉(結(jié)晶二氧化硅)等為主，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。常見(jiàn)導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱系數(shù)及應(yīng)用對(duì)比見(jiàn)下表。

備注：產(chǎn)品價(jià)格與產(chǎn)品實(shí)際性能有關(guān)，熱導(dǎo)率也與具有工藝有關(guān)，如上信息僅起參考作用，

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　　與其他填料相比，Al2O3 的導(dǎo)熱率不高，但也基本能滿足“導(dǎo)熱界面材料、導(dǎo)熱工程塑料以及鋁基覆銅板等領(lǐng)域填充劑”的應(yīng)用，且價(jià)格較低，來(lái)源較廣，填充量較大，是高導(dǎo)熱絕緣聚合物的經(jīng)濟(jì)適用型填料。在實(shí)際應(yīng)用中，Al2O3粉體填料通常單獨(dú)使用或與其他填料例如AIN、BN等混合使用。球形氧化鋁產(chǎn)品示例見(jiàn)下圖。

   火焰熔射法制備的球形氧化鋁產(chǎn)品電鏡圖

備注：焰熔射法是一種重要的粉體球化技術(shù)，采用焰熔射法制備的氧化鋁球化率高，、

流動(dòng)性好，α-Al2O3相含量高。

　　球形氧化鋁在絕緣導(dǎo)熱材料中的應(yīng)用舉例

       1. 熱界面材料：導(dǎo)熱硅膠片、導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱灌封膠、導(dǎo)熱雙面膠等。

　　為了確保電子器件的正常運(yùn)作，就需要使其產(chǎn)生的熱量及時(shí)散出去，保持溫度在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。因此，需要確保產(chǎn)熱電子器件與散熱裝置之間高效的熱傳遞。兩個(gè)元件的接觸面凹凸不平會(huì)。導(dǎo)致其之間存在空氣層，使接觸熱阻增大，最終導(dǎo)致熱積累的產(chǎn)生。

　　為了減小兩者之間的熱阻，需要引進(jìn)熱界面材料來(lái)填充固體接觸面之間的空氣間隙。用于熱界面材料的聚合物，如環(huán)氧樹(shù)脂、硅脂等，具有很低的導(dǎo)熱系數(shù)（0.1-0.3 K(w/m.k)）無(wú)法滿足快速傳熱的要求。通常的方法是在聚合物基體中加入導(dǎo)熱性填料來(lái)實(shí)現(xiàn)高效的熱傳導(dǎo)。鑒于球形氧化鋁的經(jīng)濟(jì)適用性，使得其被廣泛應(yīng)用于導(dǎo)熱硅膠、硅脂等熱界面材料。

        2. 導(dǎo)熱工程塑料：LED燈罩、開(kāi)關(guān)外殼、電子產(chǎn)品殼體、電器產(chǎn)品散熱部件等；

示例：球形氧化鋁可用于Led塑料燈罩填充

備注：LED燈是散熱大戶，其燈罩需要擁有優(yōu)秀的散熱能力以保證LED燈正常工作。

       3. 導(dǎo)熱鋁基覆銅板：大功率LED電路基板、電源電路板等；

　　鋁基覆銅板是由銅箔、絕緣粘接層和鋁基板組成的（見(jiàn)下圖示例），其中銅和鋁的導(dǎo)熱性都非常良好，但鋁基覆銅板的導(dǎo)熱性卻不能全取決于銅和鋁，而是直接取決于絕緣粘接層導(dǎo)熱性的好壞，因此研發(fā)制備高導(dǎo)熱絕緣介質(zhì)層便成為了鋁基覆銅板的核心技術(shù)。

鋁基覆銅板結(jié)構(gòu)示意圖

        備注：導(dǎo)熱絕緣層起到金屬鋁基板與線路板之間的絕緣與粘合作用，因樹(shù)脂類(lèi)的導(dǎo)熱能力較差，所以直接限制了鋁基線路板的熱傳遞性能。為了實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂的導(dǎo)熱，通常會(huì)在樹(shù)脂類(lèi)

材料中添加導(dǎo)熱填料來(lái)賦予絕緣層合適的導(dǎo)熱率。球形氧化鋁填料價(jià)格適中，導(dǎo)熱

率適宜，可適用于大功率LED電路基板、電源電路板等領(lǐng)域。