導熱硅膠用氧化鋁填料效果差嗎？這還不夠好?
　　隨著電子工業的發展，電子元器件和集成電路趨于密集和小型化，“熱”成為電器的一大敵。為了Z大限度地避免散熱不良導致的電氣故障，一般在電子產品發熱元件與散熱設施的接觸面上涂上導熱硅膠。
　　因過熱而損壞的芯片
　　導熱硅膠是一種具有一定柔韌性、優異的絕緣性、可壓縮性和表面自然粘性的產品，是專門為通過縫隙傳遞熱量的設計方案而生產的。它既能填充空隙，完成發熱部分與冷卻部分之間的傳熱，又能起到絕緣和減震的作用，滿足設備小型化、超薄化的設計要求，厚度適用范圍廣，因此被廣泛用作電子電氣產品中優良的導熱填充材料。
　　但普通硅膠是熱的不良導體，需要添加合適的導熱填料來提高其導熱性能。在無機非金屬導熱絕緣粉末填料中，氧化鋁不僅具有良好的絕緣性能，而且具有很高的導熱系數(室溫下的導熱系數為30w/m·k)，因此成為Z常用的導熱填料之一，具有各種優點。
　　但說導熱性能好，其實還遠遠談不上“好”(比如氮化鋁的導熱性能是150 W/m·k，至少是它的5倍)，氧化鋁z好的地方應該是它的性價比。為了不失去這種優勢，同時提高氧化鋁的應用優勢，須在原料不變的前提下，盡量提高硅膠的導熱性能。有兩個主要的可選方向。一是填料能在基體中形成導熱鏈或導熱網；二是提高氧化鋁填料本身的導熱性能。

　　一，熱傳導網絡的形成
　　根據熱力學，熱傳導是指熱能以振動能的形式傳遞，即物質內部的微觀粒子相互碰撞傳遞。由于硅膠是由不對稱性鏈組成的高分子材料，整個分子鏈不能完全移動，只有原子、基團或鏈可以振動，所以其導熱系數很低，是熱的不良導體。只有填充高導熱系數的填料，才能提高材料的導熱系數。
　　當填料加入量較小時，填料在硅膠基體中的分布呈島狀，此時導熱系數增加不多。為了提高導熱絕緣硅膠的導熱性能，需要增加氧化鋁在硅膠中的填充量，使氧化鋁顆粒在材料中形成導熱通道。但盲目增加氧化鋁的填充量會影響硅膠體系的工藝性能和產品性能——一般來說，氧化鋁填充到導熱材料中，隨著填充量的增加，導熱材料的抗拉強度和硬度會逐漸增加，而材料的柔韌性會逐漸變差，其斷裂伸長率會不斷降低。這是因為當氧化鋁填充到聚合物復合材料中時，氧化鋁粉末起到了增強基體的作用。
　　因此，在制備高導熱絕緣硅膠材料時，不能單純通過增加填充量來提高導熱性能，因為導熱絕緣硅膠不僅要求材料的導熱性能，還要求材料具有粘性、可壓縮性和柔韌性。要想進一步提高導熱硅膠材料的熱導率，就須提高氧化鋁填料本身的性能。此外，通過使用不同粒徑和形狀的導熱填料以及不同類型的導熱填料，也可以發揮各種填料的特性，提高材料的導熱性能，降低成本。
　　粘度、可壓縮性和柔韌性對于導熱硅膠同樣重要。
　　二，提高氧化鋁本身的導熱性能。
　　為了提高氧化鋁本身的熱導率，需要提高晶體的結晶度和密度，所以氧化鋁填料須具有較高的α相含量，因為α相氧化鋁具有六方結構，是氧化鋁變體中Z致密的結構。此外，α相納米氧化鋁還具有高硬度、高強度、耐熱、耐腐蝕等特點，其制備有多種工藝路線，主要包括以下幾種:
　　1.化學熱解
　　化學熱解包括銨明礬熱解、碳酸鋁銨熱解和噴霧熱解。
　　(1)銨明礬熱解是將硫酸鋁銨溶液與硫酸銨反應制得銨明礬，然后加熱分解成納米氧化鋁。這種方法工藝簡單，但難以實現規模化生產。
　　(2)改進的銨明礬熱解法形成了碳酸鋁銨熱解法。目前已有報道稱，銨明礬與碳酸氫銨反應制備碳鈉鋁石前驅體沉淀，然后在1200℃煅燒制備粒徑為15nm的氧化鋁粉體。
　　(3)噴霧熱解是將金屬鹽溶液以霧狀噴入高溫氣氛中，使金屬鹽中的水分蒸發，金屬鹽熱分解，固相析出，直接制備納米氧化鋁陶瓷粉體。
　　2.無定形結晶法
　　這種方法主要是將非晶化合物退火后結晶。該方法可以生產成分準確的納米材料，納米氧化鋁可以不經成型處理直接從非晶態制備。通過這種方法生產的納米結構材料的塑性對晶粒尺寸非常敏感。只有顆粒尺寸小，塑性好，否則材料變脆。該方法具有設備簡單、收率高、成本低、環境污染小等優點，但產品粒度分布不均勻，易團聚。
　　3.溶膠凝膠法
　　該方法廣泛應用于氧化物納米粉體的制備。其化學過程是原料水解生成活性單體，然后聚合成溶膠，再生成具有一定結構的凝膠，Z后經過干燥和熱處理得到納米粒子。整個反應是一個分子-聚合物-溶膠-凝膠-結晶(或無定形)的過程。
　　溶膠-凝膠法具有反應溫度低、晶型和粒徑可控、顆粒均勻性高、純度高、反應過程容易控制、副反應少等優點，但產品團聚問題明顯，且以有機物為原料時毒性大、價格昂貴。
　　4.液相沉淀法
　　液相沉淀法是將原料中的有效成分在溶液狀態下通過化學反應沉淀出來，然后通過過濾、洗滌、干燥、熱分解等過程制備納米顆粒。它包括直接沉淀、共沉淀和均相沉淀。
　　①直接沉淀法是通過沉淀反應從溶液中制備納米粒子；
　　(2)共沉淀法是在混合金屬鹽溶液中加入沉淀劑，使各組分混合沉淀，然后加熱分解，得到超細顆粒；
　　③均相沉淀法是利用易緩慢水解的物質作為沉淀劑，利用水解速率來控制顆粒的生長速度，從而獲得納米顆粒的方法。能減少團聚，產品粒度均勻，粒度分布窄，純度高。
　　沉淀法操作簡單，工藝流程短，成本低，但反應易受溶液成分、濃度、溫度、時間的控制，不易形成分散顆粒。但近年來，通過引入冷凍干燥、共沸干燥、超臨界干燥等工藝，有效解決了難團聚問題，可以制備高質量的納米粒子。
　　5.反膠束微乳液法
　　該方法是將兩種不互溶的溶液中的一種以微小液滴的形式分散在另一相(油相)中，形成微乳液(w/o型)，水相作為氧化物或氫氧化物生成微反應器進行沉淀反應，然后經過洗滌、干燥、煅燒得到納米氧化鋁粉體。
　　反膠束微乳液法操作簡單，粒徑可以通過改變原料組分來控制，粒徑分布窄。所制備的均質異質無機復合粉體對功能陶瓷材料的生產具有重要意義。但產品顆粒過細，給后續分離過程增加了難度。
　　6.溶劑蒸發法
　　首先將金屬鹽溶液制成微小液滴，快速蒸發溶劑，析出溶質，得到納米顆粒。溶劑蒸發包括直接干燥、噴霧干燥、冷凍干燥和超臨界干燥。
　　①干燥法效率低，質量差，應用受到限制；
　　(2)噴霧干燥法以硝酸鋁和碳酸鋁銨為原料，操作簡單，但硝酸鋁分解釋放氮氧化物，可能污染環境；
　　③冷凍干燥法產品均勻度好，但成本高；
　　④超臨界流體干燥技術以硝酸鋁為原料，在無機鹽-有機溶劑體系中制備的氧化鋁粒徑小、孔徑大、密度低、表面能高，應用潛力大。
　　此外，氧化鋁的形貌對熱導率也有不同程度的影響。根據不同的燒結控制，氧化鋁的晶體形貌可以是蠕蟲狀、片狀、球狀(準球狀)等多種形貌。目前高導熱絕緣材料中填充的氧化鋁形貌主要是球形(類球形)。還有一些研究機構用片狀氧化鋁制作高導熱絕緣硅橡膠復合材料。
　　球形氧化鋁和片狀氧化鋁
　　總之，氧化鋁作為導熱絕緣硅膠的填料，其晶體形貌和粒度分布會對導熱絕緣硅膠材料的導熱性能和產品性能產生很大的影響。因此，為了提高復合材料的導熱性能，控制氧化鋁的性能指標至關重要。