导热填料
高分子材料的热导率提升技术
高分子材料的热导率提升技术在当今科技迅速发展的时代，高分子材料因其优异的性能，如良好的机械强度、耐腐蚀性、绝缘性等，在众多领域得到了广泛的应用。
然而，与传统的金属和陶瓷材料相比，高分子材料的热导率通常较低，这在一定程度上限制了其在一些对热管理要求较高的领域中的应用，如电子设备的散热、能源存储与转化等。
因此，如何有效地提升高分子材料的热导率成为了一个重要的研究课题。
高分子材料热导率低的主要原因在于其分子结构和微观形态。
高分子链通常呈现无规卷曲的形态，分子间的相互作用较弱，导致热传递效率低下。
此外，高分子材料中的晶区和非晶区的比例、结晶度、分子链的取向等因素也会对热导率产生显著影响。
为了提升高分子材料的热导率，研究人员采取了多种策略。
其中，填充导热填料是一种常用且有效的方法。
常见的导热填料包括金属粉末（如银、铜、铝等）、金属氧化物（如氧化铝、氧化镁等）、碳材料（如石墨烯、碳纳米管、石墨等）以及陶瓷材料（如氮化硼、碳化硅等）。
这些填料具有较高的热导率，通过将其填充到高分子基体中，可以形成导热通路，从而提高复合材料的热导率。
在选择导热填料时，需要考虑填料的形状、尺寸、含量以及与高分子基体的相容性等因素。
例如，片状或纤维状的填料比球状填料更容易形成导热网络，从而更有效地提高热导率。
填料的尺寸也会影响其在高分子基体中的分散性和导热性能。
一般来说，纳米级填料具有较大的比表面积和表面活性，能够与高分子基体更好地结合，但也容易发生团聚现象，影响导热效果。
因此，需要对填料进行表面处理或采用合适的分散方法，以提高其在高分子基体中的分散性。
除了填充导热填料外，优化高分子材料的分子结构和微观形态也是提升热导率的重要途径。
通过控制聚合反应条件，可以制备具有较高结晶度和规整分子结构的高分子材料。
结晶度的提高可以增加分子链的排列有序性，减少声子散射，从而提高热导率。
此外，通过拉伸、挤出等加工方法，可以使高分子链沿特定方向取向，形成有序的结构，也有助于提高热导率。
接触热阻与接触导热填料 1999
接触热阻与接触导热填料任红艳胡金刚(北京空间飞行器总体设计部北京100086)文摘在调研国内外接触热阻研究的基础上,介绍了关于接触热阻及接触导热填料的研究发展情况。
对导热脂及油、金属、导热垫、RTV、镀层等导热填料的性能、应用情况作了简介,提供工程应用参考。
关键词接触热阻,接触热导率,填料Thermal Contact Resistance and Thermal Conductive FillerRen Hongyan Hu Jingang(Beijing Insti tute o f Spacecraft System Engineering Beijing100086)Abstract O n the basis investigation of thermal contact resistance developed in the w orld,the development on ther2 mal contact resistance and thermal conductive filler is briefly introduced.The properties and applications of some thermal conductive filler materials such as thermal conductive grease and oil,metal,gasket,RT V,coating etc.are presented here to provide reference to engineering use.Key words Thermal contact resistance,Thermal contac t conductive,Filler1引言航天器在其飞行过程中要经历极为恶劣的热环境,其温度可从摄氏零下200多度变至数千度以上。
因此,为保证航天器能正常工作,就需要对航天器内外各组件、仪器设备之间的导热过程进行控制,导热过程的控制是以分析和控制导热途径上的热阻为出发点,而影响实际导热过程的一个重要因素就是构件之间的接触热阻。
常用无机导热填料
常用无机导热填料
你好！很高兴能够为你解答关于常用无机导热填料的问题。
在电子、机械、化工、冶金、航天等领域，导热填料被广泛应用，以提高散热效果、降低热阻、提高产品的性能。
以下是一些常用的无机导热填料：
1. 氧化铝：氧化铝是一种白色粉末，具有高熔点、高沸点、高介电常数和高热导率等优点，是常用的导热填料之一。
它具有良好的热导率、化学稳定性和电绝缘性，适用于各种电子器件的导热填充。
2. 氮化铝：氮化铝是一种白色粉末，具有高熔点、高热导率、化学稳定性好等优点。
它适用于高热导率要求的电子器件，如半导体器件、高温电子器件等。
3. 氮化硅：氮化硅是一种白色粉末，具有高热导率、化学稳定性好等优点。
它适用于高温环境下的电子器件，如陶瓷基板、高温电子器件等。
4. 石墨烯：石墨烯是一种由单层碳原子紧密堆积而成的材料，具有高热导率、高强度、高柔韧性等优点。
它适用于散热要求较高的电子器件，如散热片、散热板等。
5. 碳纳米管：碳纳米管是一种由碳原子构成的纳米级管状结构材料，具有高热导率、高强度、高柔韧性等优点。
它适用于需要高热导率的电子器件，如散热片、散热板等。
6. 石英粉：石英粉是一种无色透明的粉末，具有高熔点、化学稳定性好等优点。
它适用于需要高绝缘性的电子器件，如高频器件、高温器件等。
除了以上列举的几种无机导热填料外，还有许多其他种类的无机导热填料，如氮化铝钛复合粉、氮化铝-氧化铝复合粉等。
选择合适的导热填料需要根据具体应用场景和要求进行选择，以达到最佳的散热效果和性能。
希望以上回答对你有所帮助！。
新型导热塑料的导热填料及基本导热系数
新型导热塑料的导热填料及基本导热系数
1、导热塑料是利用导热填料对高分子基体材料进行均匀填充，以提高其导热性能。
导热性能的好坏主要用导热系数（单位：W/m.k）来衡量。
2、导热塑料分为两大类：导热导电塑料和导热绝缘塑料。
导热塑料主要成分包括基体材料和填料。
基体材料包括PPS、PA6/PA66、LCP、TPE、PC、PP、PPA、PEEK等；填料包括AlN、SiC、Al2O
3、石墨、纤维状高导热碳粉、鳞片状高导热碳粉等。
3、导热塑料的特性：
散热均匀，避免灼热点，减少零件因高温造成的局部变形。
重量轻，比铝材轻40-50%。
成型加工方便，无需二次加工。
产品设计自由度高。
由于成型方式主要为模具注塑成型，胶料在加热后经过加压流入模具中，然后经过冷却成型。
加工工艺的特性使得材料成型后的导热系数呈现出各向异性的特点，即注塑时胶料流动的方向(in-plane)和垂直胶料流动的方向(through-plane)。
一般胶料流动方向上的导热系数是垂直胶料流动方向上的导热系数的3~6倍，这种差异是由于胶料在注塑成型时，在流动方向易形成连续的分子链所造成的。
4、导热塑料的应用领域：
主要包括LED照明、汽车、加热/冷却/制冷。
5、常见导热填料的导热系数列表：
6、聚赛龙导热塑料种类及产品应用：。
聚合物导热材料用填料及其表面处理的研究进展
聚合物导热材料用填料及其表面处理的研究进展摘要：随着现代工业的发展，对材料原料生产和应用的要求越来越高。
导热材料具有良好的热交换性能，用于航天、电子、化工、LED等领域。
传统的LED材料由铝、镁合金、铜和其他金属组成，需要在腐蚀化工行业中进行绝缘。
用作导热性材料的金属不适合创建，而且成本高昂。
导热材料是一种新的功能性高分子材料，广泛应用于导热中。
本文介绍了聚合物导热材料差异，并描述了材料研究的下一个趋势。
关键词：导热塑料；导热填料；表面处理；导热系数聚合物导热材料是一种新的功能性高分子材料，广泛应用于导热中。
聚合物材料具有良好的绝缘特性，可以轻松成型。
但是，单纯聚合物材料的导热系数较低，若要扩展其在导热系数领域的应用，必须修改其功能。
通常有两种方法改性:通过化学聚合材料具有特定结构的新材料，物理共混改性。
化学合成技术的开发通常是复杂、耗时和昂贵的。
物理共混改性以获得热聚合物的成熟应用前景。
显然，第二种方法既简单又经济，通常用于导热。
这是目前提高聚合物材料导热系数的主要方法。
填料主要由具有不同性质、导热系数和应用范围的金属和非金属填料组成。
一、聚合物导热材料世界上大部分能量都是以热的形式释放出来的，为了有效地控制热量，越来越多的材料需要导热系数。
金属作为一种传统的热材料，在某些区域的使用有限。
聚合物基材料是热控领域替代金属材料的理想材料，因为它们易于加工、腐蚀和加工，尤其是在电子行业。
对导热材料的需求也在增加。
导热聚合物复合的研究与开发已成为功能复合研，对导热填料的许多研究导热聚合物的性能和应用，特别是对热纳米填料的研究，为其开辟了新的可能性。
但是，导热聚合物复合材料的研究受到一定限制。
在许多情况下，复合材料的导热系数不符合应用要求。
聚合物由于的较低(0.2-0.4W／m·K)导热系数，这对复合材料聚合物的非常有害是加工和使用。
此外，由于混合和复合材料，导热聚合物材料更易于传导。
填料形状研究重点是选择、分布粒度和用量填料的优化。
导热填料研究现状及进展-各种填料分析的介绍
导热填料研究现状及进展-各种填料分析的介绍导热填料研究现状及进展导热填料的技术研究现状导热绝缘材料的研究进展（1）无机非金属导热绝缘材料通常金属（如Au、Ag、Cu、Al、Mg等）均具有较高的导热性，但均为导体，无法用作绝缘材料，而部分无机非金属材料，如金属氧化物Al2O3、MgO、ZnO、NiO，金属氮化物AlN、Si3N4、BN，以及SiC瓷等既具有高导热性，同时也具有优良的绝缘性能、力学性能、耐高温性能、耐化学腐蚀性能等，因此被广泛用作电机、电器、微电子领域中的高散热界面材料及封装材料等。
瓷封装具有耐热性好、不易产生裂纹、热冲击后不产生损伤、机械强度高、热膨胀系数小、电绝缘性能高、热导率高、高频特性、化学稳定性高、气密性好等优点，适用于航空航天、军事工程所要求的高可靠、高频、耐高温、气密性强的产品封装。
由于瓷材料所具有的良好的综合性能，使其广泛用于混合集成电路和多芯片模组。
在要求高密封的场合，可选用瓷封装。
国外的瓷封装材料以日本居首，日本占据了美国瓷封装市场的90%～95%，并且占美国国防（军品）瓷封装市场的95%～98%。
传统的瓷封装材料是Al2O3瓷，具有良好的绝缘性、化学稳定性和力学性能，掺杂某些物质可满足特殊封装的要求，且价格低廉，是目前主要的瓷封装材料。
SiC的热导率很高，是Al2O3的十几倍，热膨胀系数也低于Al2O3和AlN，但是SiC的介电常数过高，所以仅适用于密度较低的封装。
AlN瓷是被国外专家最为看好的封装材料，具有与SiC相接近的高热导率，热膨胀系数低于Al2O3，断裂强度大于Al2O3，维氏硬度是Al2O3的一半，与Al2O3相比，AlN的低密度可使重量降低20%，因此，AlN封装材料引起国外封装界越来越广泛的重视。
（2）聚合物基导热绝缘材料因为聚合物材料具有优良的电断气缘机能、耐腐蚀机能、力学机能、易加工机能等，人们逐步用聚合物材料代替传统的电断气缘材料，但大多数聚合物材料的热导率很低，无法直接用作导热材料，需要经由过程加入导热性物资，使其成为导热绝缘材料。
填充型导热塑料 原理
填充型导热塑料原理
填充型导热塑料是一种利用导热填料来增强塑料导热性能的复
合材料。
其原理主要包括两个方面，导热填料的选择和填充型导热
塑料的制备。
首先，导热填料的选择是填充型导热塑料原理的关键。
通常选
择的导热填料包括金属粉末（如铝粉、铜粉）、金属纤维、石墨、
陶瓷颗粒等。
这些填料具有优良的导热性能，能够有效地提高塑料
材料的导热性能。
填充型导热塑料的原理在于通过这些导热填料在
塑料基体中的分布，形成导热网络，从而提高整体材料的导热性能。
其次，填充型导热塑料的制备原理主要是将导热填料均匀地分
散在塑料基体中，形成导热网络。
通常的制备方法包括熔融混合法
和溶液混合法。
熔融混合法是将塑料和导热填料一起在一定温度下
混合搅拌，使填料均匀分散在塑料中，然后通过挤出、注射成型等
工艺形成填充型导热塑料制品。
溶液混合法是将填料与溶解于溶剂
中的塑料预混合，然后将混合物溶剂蒸发或者沉淀出塑料形成填充
型导热塑料。
填充型导热塑料的原理在于通过填料的导热性能来提高塑料材
料的导热性能，从而满足导热要求。
这种材料在电子电器、汽车、航空航天等领域有着广泛的应用，能够有效地解决塑料导热性能不足的问题。
通过合理选择导热填料和制备工艺，填充型导热塑料能够实现良好的导热性能，提高材料的综合性能。
导热填料平面定向方法
导热填料平面定向方法《导热填料平面定向方法：独家秘籍大分享》嘿，宝子们！今天我要给你们分享一个超级厉害又很有趣的导热填料平面定向方法，就像是我发现的一个隐藏宝藏，现在要把打开宝藏的钥匙交给你们啦。
首先呢，咱得先了解一下啥是导热填料。
你可以把导热填料想象成一群小小的热传导小助手，它们在材料里跑来跑去，帮忙把热量传递得更快更好。
这就好比是在一个大办公室里，导热填料是那些负责传递文件（热量）的小秘书们，要是能把它们定向排列好，那这办公室（材料）的工作效率（导热性能）肯定蹭蹭往上涨。
好啦，进入正题，导热填料平面定向方法的第一步就是准备材料。
这就像你要做饭得先买菜一样。
你得有导热填料，这是主角，可不能忘。
然后呢，还需要一个合适的基体材料，这个基体材料就像是导热填料的小床，是它们要住进去并且工作的地方。
比如说，你要是做蛋糕（导热复合材料），面粉（基体材料）是必不可少的，而那些小水果块（导热填料）要放在面粉里。
我之前就有一次，急急忙忙地开始搞这个导热填料的定向，结果发现基体材料不够了，就像炒菜炒到一半发现盐没了一样尴尬，所以宝子们可一定要准备充分啊。
接下来，就是分散导热填料啦。
你可以把这个过程想象成给一群调皮的小豆子（导热填料）找位置。
把它们均匀地分散在基体材料里。
这时候，你可能需要一些工具，像是小搅拌棒之类的。
不过要注意搅拌的速度和力度哦。
我就像个大厨在搅拌面糊一样，要是搅拌得太猛，那些小豆子（导热填料）就可能到处乱飞，不按我们想要的平面方向走了。
这个步骤就像是给小秘书们（导热填料）在办公室（基体材料）里先安排个大致的座位，虽然还没有完全定向，但至少大家都在屋子里啦。
然后呢，重头戏来喽！我们要施加一个外部的力或者场来让导热填料定向。
这个力或者场可以是磁场、电场之类的。
这就好比是我们在指挥一群小蚂蚁（导热填料）排队。
如果是磁场的话，你得先确定好磁场的方向，就像给小蚂蚁们规定好朝哪个方向走一样。
我曾经试过用电场来定向，那感觉就像是我是个魔法师，拿着魔法棒（电场发生器）指挥着那些小不点（导热填料），可有趣了。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目前在有机硅领域所使用的导热材料多数为氧化铝、氧化硅、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅等。
尤其是以微米氧化铝、硅微粉为主体，纳米氧化铝，氮化物做为高导热领域的填充粉体；而氧化锌大多做为导热膏（导热硅脂）填料用。
一、导热材料的导热系数列表：
材料名称导热系数K(w/m.k)
氧化铍（剧毒） 270
氮化铝 80~320
氮化硼 125 -------有文章写60K(w/m.k)
碳化硅 83.6 -------有文章写170~220K(w/m.k) ，个人表示怀疑，导热这么好的话，就完全没有BN和AlN的市场了
氧化镁 36
氧化铝 30
氧化锌 26
二氧化硅(结晶型) 10
注：以上数据来自以下3篇论文
1. 氧化铝在导热绝缘高分子复合材料中的应用，李冰，塑料助剂，2008年第3期，14~16页
2. 金属基板用高导热胶膜的研究，孔凡旺等，广东生益科技，第十一届覆铜板市场技术研讨会论文集101~106页
3. 复合绝缘导热胶粘剂的研究，周文英等中国胶粘剂2006年11月第15卷11期，22~25页
以下部分观点来自期刊论文，部分观点来自广大产品工程师，感谢大家。
优缺点分析：
1、氮化铝AlN，优点：导热系数非常高。
缺点：价格昂贵，通常每公斤在千元以上；氮化铝吸潮后会与水反应会水解AlN+3H20=Al(OH)3+NH3 ，水解产生的Al(OH)3会使导热通路产生中断，进而影响声子的传递，因此做成制品后热导率偏低。
即使用硅烷偶联剂进行表面处理，也不能保证100%填料表面被包覆。
单纯使用氮化铝，虽然可以达到较高的热导率，但体系粘度极具上升，严重限制了产品的应用领域。
2、氮化硼BN，优点：导热系数非常高，性质稳定。
缺点：价格很高，市场价从几百元到上千元（根据产品品质不同差别较大），虽然单纯使用氮化硼可以达到较高的热导率，但与氮化铝类似，大量填充后体系粘度极具上升，严重限制了产品的应用领域。
听说有国外厂商有生产球形BN，产品粒径大，比表面积小，填充率高，不易增粘，价格极高。
3、碳化硅SiC 优点：导热系数较高。
缺点：合成过程中产生的碳及石墨难以去除，导致产品纯度较低，电导率高，不适合电子用胶。
密度大，在有机硅类胶中易沉淀分层，影响产品应用。
环氧胶中较为适用。
4、氧化镁MgO 优点：价格便宜。
缺点：在空气中易吸潮，增粘性较强，不能大量填充；耐酸性差，一般情况下很容易被酸腐蚀，限制了其在酸性环境下的应用。
5、α-氧化铝（针状）优点：价格便宜。
缺点：添加量低，在液体硅胶中，普通针状氧化铝的最大添加量一般为300份左右，所得产品导热率有限。
6、α-氧化铝（球形）优点：填充量大，在液体硅胶中，球形氧化铝最大可添加到600~800份，所得制品导热率高。
缺点：价格较贵，但低于氮化硼和氮化铝。
7、氧化锌ZnO 优点：粒径及均匀性很好，适合生产导热硅脂。
缺点：导热性偏低，不适合生产高导热产品；质轻，增粘性较强，不适合灌封。
8、石英粉（结晶型）优点：密度大，适合灌封；价格低，适合大量填充，降低成本。
缺点：导热性偏低，不适合生产高导热产品。
密度较高，可能产生分层。
综上，不同填料有各自特点，选择填料时应充分利用各填料的优点，采用几种填料进行混合使用，发挥协同作用，既能达到较高的热导率，又能有效的降低成本，同时保障填料与有机硅基体的混溶性。
导热材料目前主要方式还是靠填充来提高导热系数，所以填充量的多少对导热系数影响至关重要。
说到这个，给大家说说我以前的一个经历，以前有见过说添加个%分之几就可以提高导热系数到我们理想的数值。
导热系数再高的东西，如果没有形成导热通路，导热也不会很高。
但是抱着试试的心理。
联系了这家卖这个导热填料的公司。
具体就不说了。
当初只是想找一点点样品，试试效果，如果真有这么好，那整个行业就轰动了。
刚开口需求样品，那边就说样品不免费送，需要购买。
我说只需要一点点就行。
但最后还是没有说服他给我提供样品。
可能我口才不行，最后还是屈服了。
做研发的有好东西肯定想试试。
于是忍下心花点钱买点。
当初报价是挺贵的，具体多少忘记了。
做个小测试我想买个10g就够了。
对方说最小包装是200g。
又得屈服了，记得买这点花了几百大洋。
钱付了，过几天就收到了快递。
带着满心期待的心情，按照建议的添加量小心翼翼的进行着测试。
做好片后立马拿到检测中心进行导热系数测试。
结果一出来，你们猜怎么着，看着导热系数那栏数字，心一下冷了，结果当然是没有任何作用。
说这个事我只是想证明我的一个观点，靠填充做导热的方法没有高的填充量做到高导热系数目前还是很困难的。
虽然说很多理论上可以支持，但实际又有谁做出那个效果了，就比如拿晶须来说。
通过晶须可以将导热粉体之间连接起来。
起到架桥的作用。
当然这个是个研究的方向。
说了这么多还是来说说我们今天的主题，氧化铝填充量与导热系数的关系。
氧化铝是行业里面目前应用最多的一种导热填料。
我们知道导热填料在填充量比较小的的情况，因为粉体之间没有有效连接，导热系数变化不大，当填充达到一定量后，粉体与粉体之间开始接触。
这时导热系数才开始大幅升高。
根据大量的数据分析，大致关系如下，填充量为质量百分比填充70% 导热系数 0.5-0.9之间
填充80% 导热系数 0.9-1.2之间
填充85% 导热系数1.4-1.8之间
填充89% 导热系数2.0-2.3之间
填充90% 导热系数2.5-3.0之间
以上测试方法均采用标准 ASTM D5470测试方法。
不同标准和不同厂家的设备之间会存在差异，以上仅作为参考。
高纯度低含氧量纳米氮化铝AlN粉体纯度高、粒径小、分布均匀、比表面积大、高表面活性，具有良好的注射成形性能；用于复合材料，与半导体硅匹配性好、界面相容性好，可提高复合材料的机械性能和导热介电性能。
纳米氮化铝粉体的表面活性特别大，特别容易水解与吸
氧，所以必须要对纳米氮化铝粉体进行表面处理，才可以体现出它超凡的特性出来。
高纯度低含氧量纳米氮化铝AlN(导热系数320W/(m*k) 目前主要用于硅胶、环氧树脂、聚氨酯等高分子树脂材料中，大幅提高复合材料的导热性及良好的电绝缘性，较宽的电绝缘性使用温度（工作温度-60℃--220℃），较低的粘度和良好的施工性能。
因为可取代同类进口产品而广泛应用于电子器件的热传递介质，提高工作效率。
如CPU与散热器填隙、大功率三极管、可控硅元件、二极管、与基材接触的细缝处的热传递介质。
纳米导热膏是填充IC或三极管与散热片之间的空隙，增大它们之间的接触面积，达到更好的散热效果。
导热塑料中的应用：高纯度低含氧量纳米氮化铝粉体可以大幅度提高塑料的导热率。
通过实验产品以1—5%的比例添加到塑料中，可以使塑料的导热率从原来的0.2提高到3，导热率提高了15倍。
相比较目前市场上的导热填料（氧化铝、氧化镁、低纯度的纳米氮化铝等）具有添加量低，对制品的机械性能有提高作用，导热效果提高更明显等特点。
高导热硅橡胶的应用：采购与硅匹配性能好，在橡胶中容易分散，在不影响橡胶的机械性能的前提下可大幅度提升硅橡胶的导热率，在添加过程中不象氧化物等使黏度上升很快，添加量很小（根据导热要求一般在3%左右就可以使导热率提高50%-70%），现广泛应用与军事，航空以及信息工程中。
其他应用领域：高纯度低含氧量纳米氮化铝应用于熔炼有色金属和半导体材料砷化镓的坩埚、蒸发舟、热电偶的保护管、高温绝缘件、微波介电材料、耐高温及耐腐蚀结构陶瓷及透明氮化铝微波陶瓷制品，以及目前应用与聚酰亚胺树脂，导热绝缘云母带，导热脂，绝缘漆以及导热油等。