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導(dǎo)熱填料如何提高導(dǎo)熱硅橡膠的導(dǎo)熱性能

文章出處：常見問題責(zé)任編輯：東莞東超新材料科技有限公司發(fā)表時間：2023-02-09

　　提高導(dǎo)熱填料粉末從而提高復(fù)合材料熱導(dǎo)率是一種導(dǎo)熱填料材料的常見方法也是最有效的方法，導(dǎo)熱率不夠基本原因都是導(dǎo)熱填料不夠引起，東超導(dǎo)熱填料氧化鋁，或通過改性的方法獲得高導(dǎo)熱填料。實驗證實，在高分子復(fù)合材料中，添加了熱導(dǎo)率較高導(dǎo)熱填料后，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率也相應(yīng)的提高。填料是影響導(dǎo)熱高分子導(dǎo)熱性能的主要因素，填料的種類，粒徑，形狀，結(jié)構(gòu)形態(tài)，表面濕潤度，摻雜分?jǐn)?shù)，自身的導(dǎo)熱性能等對復(fù)合材料熱導(dǎo)率具有重要的影響。填料的添加量達(dá)到某一臨界值時，填料間接觸增多，體系內(nèi)形成了大量類似網(wǎng)狀或鏈狀結(jié)構(gòu)形態(tài)，即導(dǎo)熱網(wǎng)鏈，使得聚合物材料的熱導(dǎo)率大大提高。東超新材料主要研究方向：導(dǎo)熱粉體復(fù)配研究、粉體表面處理研究、新型功能材料研究開發(fā)。?

導(dǎo)熱填料分子結(jié)構(gòu)的取向也能影響其導(dǎo)熱率。例如：在普通的 Si3N4原料粉體中加入晶種粒子，便會使 Si3N4結(jié)構(gòu)由無規(guī)取向逐漸形成取向排列，形成纖維狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使 Si3N4的熱導(dǎo)率呈現(xiàn)各向異性；經(jīng)測得，Si3N4在結(jié)構(gòu)取向上熱導(dǎo)率等于 120 W/mK（相當(dāng)于鋼的熱導(dǎo)率），相比之下，普通 Si3N4的導(dǎo)熱率僅為其三分之一。

盡人皆知，導(dǎo)熱填料和材料生產(chǎn)時的加工工藝，均會影響復(fù)合粉填料材料熱導(dǎo)率。因此，生產(chǎn)時的加工工藝也是我們需要重點關(guān)注的對象。如導(dǎo)熱填料粒子與基體的混合方式，以及不同基體（有機(jī)硅、環(huán)氧樹脂、聚氨酯等），硅橡膠在加工硫化過程中所使用的溫度、壓力均可能影響復(fù)合粉填料材料的導(dǎo)熱性能。

由于硅橡膠基體的黏度會隨著導(dǎo)熱填料的加入而增大，進(jìn)一步室溫硫化硅橡膠的流動性降低，這也就使得硅橡膠基體中，導(dǎo)熱填料的添加量受到不同程度限制。只有使填料粒子彼此之間形成最大程度的接觸或堆砌，這樣才有助于提高基體材料的導(dǎo)熱性能。在電子行業(yè)實際的生產(chǎn)實踐中，導(dǎo)熱復(fù)合粉填料廠家都是將不同種類和粒徑不同的粒子混合填充，不同種類填料的熱導(dǎo)率相差很大，大小不同的粒徑填充可以實現(xiàn)填料粒子彼此之間形成最大程度的接觸或堆砌、形成多晶的導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)。在等量下使用高導(dǎo)熱率填料能獲得較高導(dǎo)熱復(fù)合材料。然而在很低填料使用情況下，使用高導(dǎo)熱率填料與低熱導(dǎo)率填料對熱導(dǎo)率影響不大，主要原因是填料用量過少，完全被基體包裹阻斷，熱阻很大，熱導(dǎo)率主要取決于基體的熱導(dǎo)率，只有導(dǎo)熱填料到達(dá)一定程度后才會對材料的熱導(dǎo)率產(chǎn)生影響。

導(dǎo)熱填料在混煉硅橡膠時，添加甲基硅油作為混煉助劑，結(jié)果使硅橡膠成型加工性優(yōu)于未添加助劑所得樣品，且采用此方法制備的硅橡膠的熱導(dǎo)率大大提高。制備 Al2O3/導(dǎo)熱硅橡膠時，以 C10H20Si(OCH3)3為輔助添加劑，并在 100℃下，混合攪拌 30min，該基料的黏度明顯低于未添加時的黏度，相當(dāng)于常溫（混合）時的 1/4，由其所制成的硫化硅橡膠的熱導(dǎo)率≈2.47W/(mK)。

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