材料——高热导率绝缘材料整理
导热绝缘材料
导热绝缘材料导热绝缘材料是一种具有良好导热性能和优异绝缘性能的材料，广泛应用于工业生产和生活中的各个领域。
它不仅可以有效地传导热量，还能够阻止热量的散失，起到了重要的保温和节能作用。
本文将介绍导热绝缘材料的种类、特性及应用领域。
首先，导热绝缘材料可以分为金属导热材料和非金属导热材料两大类。
金属导热材料主要包括铝、铜、铁等金属材料，它们具有良好的导热性能，可以快速传导热量。
而非金属导热材料则包括陶瓷、塑料、橡胶等材料，它们虽然导热性能不及金属材料，但具有良好的绝缘性能，可以有效地阻止热量的散失。
其次，导热绝缘材料具有以下特性，首先，导热性能好，能够快速传导热量，保持物体的温度稳定。
其次，具有良好的绝缘性能，可以有效地阻止热量的散失，起到保温作用。
再次，具有耐高温、耐腐蚀的特性，适用于各种恶劣环境下的使用。
最后，导热绝缘材料还具有轻质、易加工等特点，便于制造和使用。
导热绝缘材料在工业生产和生活中有着广泛的应用。
在工业生产领域，导热绝缘材料常用于制造各种加热设备、冷却设备、保温设备等，如电炉、冷却器、保温管道等。
在建筑领域，导热绝缘材料常用于建筑保温材料、管道保温材料等，起到了节能保温的作用。
在家电领域，导热绝缘材料常用于制造电热水壶、电磁炉、冰箱等家电产品。
总之，导热绝缘材料作为一种具有良好导热性能和优异绝缘性能的材料，在工业生产和生活中发挥着重要作用。
它的种类繁多，特性优越，应用领域广泛，对于提高能源利用率、改善生活质量具有重要意义。
希望本文的介绍能够帮助大家更加深入地了解导热绝缘材料，为其在实际应用中发挥更大的作用提供参考。
导热材料与绝缘材料的热辐射比较
导热材料与绝缘材料的热辐射比较热辐射是物质在高温下释放的能量，它无需经过介质的传导或对流，凭借电磁波传播能量。
在热学领域中，对于导热材料与绝缘材料的热辐射特性进行比较与研究具有重要意义。
本文旨在探讨导热材料和绝缘材料在热辐射方面的特点，并就其使用领域进行分析。
1. 导热材料的热辐射特性导热材料，如金属、合金等，通常具有较高的热导率和导热性能。
在高温条件下，导热材料会释放较多的热辐射能量。
这是由于导热材料内部自由电子的热激发和电子能级跃迁导致的。
导热材料辐射能量主要集中在短波段，即红外辐射区域。
由于其高热导率，导热材料通常用于热传导领域，如散热器、热交换器等。
2. 绝缘材料的热辐射特性绝缘材料，如陶瓷、塑料等，通常具有较低的热导率和导热性能。
在高温条件下，绝缘材料释放的热辐射能量较少。
这是由于绝缘材料内部电子能级的能量差较大，其热激发和电子能级跃迁的能量较高，使得热辐射能量较少。
绝缘材料的热辐射能量主要集中在长波段，即远红外辐射区域。
由于其较低的热导率，绝缘材料通常用于绝缘保温领域，如绝缘管道、保温材料等。
3. 导热材料和绝缘材料的综合应用导热材料和绝缘材料在不同领域有着各自的应用。
导热材料在热传导和散热方面具有优势，适用于需要高效导热的场合，如电子器件、发动机部件等。
绝缘材料在绝缘和保温方面具有优势，适用于需要隔热和降低能量损失的场合，如建筑材料、包装材料等。
4. 热辐射特性的改进和优化对于导热材料和绝缘材料的热辐射特性，研究人员通过添加掺杂物、调节材料结构等手段进行改进和优化。
例如，在导热材料中添加纳米粒子可以改善其热辐射性能，使其在更广泛的波段内释放能量。
对于绝缘材料，可以通过设计特殊的材料结构，如多层膜结构、纳米孔隙材料等，来调节其热辐射能力。
总结起来，导热材料和绝缘材料在热辐射方面具有不同的特点。
导热材料释放的热辐射能量较多且主要集中在短波段，适用于需要高效导热的场合。
绝缘材料释放的热辐射能量较少且主要集中在长波段，适用于需要绝缘保温的场合。
材料——高热导率绝缘材料整理
高热导率绝缘材料整理目录一常见材料的热导率 (4)二影响材料热导率的因素 (4)三高热导率材料的制备与性能 (4)3.1 高导热基板材料 (5)3.2.1 高热导率无机物填充聚乙烯复合塑料 (5)3.2.2 高热导率无机物填充酚醛树脂复合塑料 (6)3.3高导热高弹性硅胶材料 (6)3.4高导热粘合剂材料 (7)四高热导率材料的一些发展思路 (8)4.1 开发新型导热材料 (8)4.2 填充粒子表面改性处理 (8)4.3 成型工艺条件选择及优化 (8)五热传递解决思路的几个考虑因素 (8)5.1 热阻值的考虑 (8)5.2 接触热阻的考虑 (9)六参考文献 (10)一常见材料的热导率钻石的热导率在已知矿物中最高的。
各类物质的热导率〔W/(m·K)〕的大致围是：金属为50～415，合金为12～120，绝热材料为0.03～0.17，液体为0.17～0.7，气体为0.007～0.17,碳纳米管高达1000以上。
①一些常用材料的热导率详见“附录一”。
二影响材料热导率的因素热导率λ与材料本身的关系如下表：①④三高热导率材料的制备与性能3.1 高导热基板材料高散热系数之基板材料是LED封装的重要部分，氧化铝基板为大功率LED 的发展做出了很大的贡献。
但随着LED功率更大化的发展，氧化铝材料已经不能够满足。
如何得到更优良的散热基板，一直是LED行业追求的方向。
⑨被寄希望取代氧化铝的材料包含了两类：第一类为单一材质基板，如硅基板、碳化硅基板、阳极化铝基板或氮化铝基板。
其中硅及碳化硅基板之材料半导体特性，使其现阶段遇到较严苛的考验。
而阳极化铝基板则因其阳极化氧化层强度不足而容易因碎裂导致导通，使其在实际应用上受限。
因而，现阶段较成熟且普通接受度较高的即为以氮化铝作为散热基板。
然而，目前受限于氮化铝基板不适用传统厚膜制程(材料在银胶印刷后须经850℃大气热处理，使其出现材料信赖性问题)，因此，氮化铝基板线路需以薄膜制程备制。
导热绝缘材料有哪些
导热绝缘材料有哪些导热绝缘材料是一种能够有效传导热量并且具有良好绝缘性能的材料，广泛应用于各种工业领域。
导热绝缘材料的种类繁多，下面将介绍几种常见的导热绝缘材料。
首先，常见的导热绝缘材料之一是氧化铝陶瓷。
氧化铝陶瓷具有优良的导热性能和良好的绝缘性能，因此被广泛应用于电子元件、电力设备等领域。
其导热系数高，能够有效传导热量，同时具有良好的绝缘性能，能够有效隔离电流，保证设备的安全运行。
其次，氧化铝陶瓷的衍生产品——氮化硼陶瓷也是一种常见的导热绝缘材料。
氮化硼陶瓷具有更高的导热性能和更好的绝缘性能，能够在更苛刻的环境下使用。
因此，在高温、高压等特殊环境下，氮化硼陶瓷被广泛应用于各种电子元件、航空航天设备等领域。
此外，导热硅胶也是一种常见的导热绝缘材料。
导热硅胶具有良好的导热性能和优异的绝缘性能，同时具有柔软性和可塑性，能够填充各种形状的空隙，因此被广泛应用于电子设备、光电子器件等领域。
另外，导热脂也是一种常见的导热绝缘材料。
导热脂具有良好的导热性能和较好的绝缘性能，能够填充微小的间隙，提高传热效率，因此被广泛应用于电脑、手机等电子产品的散热系统中。
最后，导热硅胶膜也是一种常见的导热绝缘材料。
导热硅胶膜具有良好的导热性能和较好的绝缘性能，能够贴合各种表面，提高传热效率，因此被广泛应用于LED灯、电源模块等产品中。
综上所述，导热绝缘材料种类繁多，包括氧化铝陶瓷、氮化硼陶瓷、导热硅胶、导热脂、导热硅胶膜等。
这些材料在各个领域都发挥着重要作用，为各种设备的安全运行和稳定性能提供了保障。
随着科技的不断进步，导热绝缘材料的种类和性能也将不断得到提升，为各种应用领域带来更加先进和可靠的解决方案。
常用材料的导热系数1
云母0.71氮化铝基板300铝基板（北京瑞凯）1.1高硼硅玻璃1.005铝基板（贝格斯）0.8-2.2压克力 0.2 空气 0.024 三氧化二铝陶瓷基板 25导热系数瓷器（25摄氏度）约为1.5 W/m.K材料/物质热导率- k - W/(mK)丙酮0.16乙炔（气）0.018压克力0.2空气，（气）0.024酒精0.17铝250氧化铝30氨（气）0.022锑18.5氩气（天然气）0.016石棉水泥板0.744石棉水泥板0.166石棉水泥 2.07石棉，松散0.15石棉板轧机0.14沥青0.75筏0.048沥青0.17苯0.16铍218高炉煤气（天然气）0.02黄铜109砖致密 1.31砖0.69镉92碳 1.7Carbon dioxide (gas)二氧化碳（气体）0.0146 0.0146Cement, portland水泥，波特兰0.29 0.29Cement, mortar水泥，砂浆 1.73 1.73Chalk粉笔0. 0。
09 09Chlorine (gas)氯（气）0.0081 0.0081Chrome Nickel Steel (18% Cr, 8 % Ni)铬镍钢（18％铬，8％镍）16.3 16.3 Clay, dry to moist粘土，干到湿0.15 - 1.8 0.15 - 1.8Clay, saturated粘土，饱和0.6 - 2.5 0.6 - 2.5Cobalt钴69 69Concrete, light混凝土，轻质0.42 0.42Concrete, stone水泥，石头 1.7 1.7Constantan康铜22 22Copper铜401 401 400 400 398 398Corian (ceramic filled)可丽耐（陶瓷填充） 1.06 1.06 Corkboard Corkboard 0.043 0.043Cork, regranulated科克，regranulated 0.044 0.044Cork软木0.07 0.07Cotton棉花0.03 0.03Carbon Steel碳素钢54 54 51 51 47 47Cotton Wool insulation羊毛保温棉0.029 0.029 Diatomaceous earth (Sil-o-cel)硅藻土（银邻大公）0.06 0.06 Earth, dry地球，干 1.5 1.5Engine Oil发动机油0.15 0.15Ether醚0.14 0.14Ethylene (gas)乙烯（气）0.017 0.017Epoxy环氧树脂0.35 0.35Ethylene glycol乙二醇0.25 0.25Felt insulation绝缘毡0.04 0.04Fiberglass玻璃纤维0.04 0.04Fiber insulating board纤维绝缘板0.048 0.048Fiber hardboard纤维硬纸板0.2 0.2Fireclay brick 500 o C粘土砖500摄氏度 1.4 1.4Foam glass泡沫玻璃0.045 0.045Freon 12 (gas)氟里昂12（气）0.073 0.073Freon (liquid)氟里昂（液体）0.07 0.07Gasoline汽油0.15 0.15Glass玻璃 1.05 1.05Glass, Pearls, dry玻璃，珍珠，干0.18 0.18Glass, Pearls, saturated玻璃，珍珠，饱和0.76 0.76 Glass, window玻璃，窗0.96 0.96Glass, wool Insulation玻璃，羊毛保温0.04 0.04Glycerol甘油0.28 0.28Gold黄金310 310 312 312 310 310Granite花岗岩 1.7 - 4.0 1.7 - 4.0Gravel砾石0.7 0.7Gypsum or plaster board石膏或石膏板0.17 0.17Hairfelt Hairfelt 0.05 0.05Hardboard high density高密度硬质纤维板0.15 0.15 Hardwoods (oak, maple..)硬木（橡木，枫木..）0.16 0.16 Helium (gas)氦（气）0.142 0.142Hydrochlor acid (gas) Hydrochlor酸（气）0.013 0.013 Hydrogen (gas)氢（气）0.168 0.168Hydrogen sulfide (gas)硫化氢（气）0.013 0.013Ice (0 o C, 32 o F) 冰（0℃，32℉） 2.18 2.18Insulation materials绝缘材料0.035 - 0.16 0.035 - 0.16Iridium铱147 147Iron铁80 80 68 68 60 60Iron, wrought铁，锻59 59Iron, cast铁，铸55 55Kapok insulation木棉花绝缘0.034 0.034Kerosene煤油0.15 0.15Krypton (gas)氪气（天然气）0.0088 0.0088Lead Pb铅Pb 35 35Leather, dry皮革，干0.14 0.14Limestone石灰石 1.26 - 1.33 1.26 - 1.33Magnesia insulation (85%)氧化镁绝缘（85％）0.07 0.07Magnesite菱镁 4.15 4.15Magnesium镁156 156Marble大理石 2.08 - 2.94 2.08 - 2.94Mercury水星8 8Methane (gas)甲烷（天然气）0.030 0.030Methanol甲醇0.21 0.21Mica云母0.71 0.71Mineral wool insulation materials, wool blankets ..矿棉保温材料，羊毛毯..0.04 0.04Molybdenum钼138 138Monel蒙乃尔26 26Neon (gas)氖（气）0.046 0.046Nickel镍91 91Nitrogen (gas)氮气（气）0.024 0.024Nylon 6尼龙6 0.25 0.25Oil, machine lubricating SAE 50石油，机械润滑油SAE的50 0.15 0.15 Olive oil橄榄油0.17 0.17Oxygen (gas)氧（气）0.024 0.024Paper纸0.05 0.05Paraffin Wax石蜡0.25 0.25Perlite, atmospheric pressure珍珠岩，大气压力0.031 0.031Perlite, vacuum珍珠岩，真空0.00137 0.00137Plaster, gypsum石膏，石膏0.48 0.48Plaster, metal lath石膏，金属板条0.47 0.47Plaster, wood lath石膏，木头板条0.28 0.28Plastics, foamed (insulation materials)塑料，泡沫（绝缘材料）0.03 0.03 Platinum铂金70 70 71 71 72 72Plywood合板0.13 0.13Polyethylene HD聚乙烯高清0.42 - 0.51 0.42 - 0.51Polypropylene聚丙烯0.1 - 0.22 0.1 - 0.22Polystyrene expanded聚苯乙烯扩大0.03 0.03Polystyrol聚苯乙烯0.043 0.043Polyurethane foam聚氨酯泡沫0.02 0.02Porcelain瓷器 1.5 1.5Propane (gas)丙烷（气体）0.015 0.015PTFE聚四氟乙烯0.25 0.25PVC聚氯乙烯0.19 0.19Pyrex glass高硼硅玻璃 1.005 1.005Quartz mineral石英矿物3三Rock, solid摇滚，固 2 - 7 2 - 7Rock, porous volcanic (Tuff)摇滚，多孔火山岩（凝灰岩）0.5 - 2.5 0.5 - 2.5 Rock Wool insulation岩棉保温0.045 0.045Sand, dry沙土，干燥0.15 - 0.25 0.15 - 0.25Sand, moist砂，潮湿0.25 - 2 0.25 - 2Sand, saturated砂，饱和 2 - 4 2 - 4Sandstone砂岩 1.7 1.7Sawdust木屑0.08 0.08Silica aerogel二氧化硅气凝胶0.02 0.02Silicone oil硅油0.1 0.1Silver银429 429Snow (temp < 0 o C)斯诺（温度<0℃）0.05 - 0.25 0.05 - 0.25Sodium钠84 84Softwoods (fir, pine ..)软木（杉木，松树..）0.12 0.12Soil, with organic matter土壤，有机质0.15 - 2 0.15 - 2Soil, saturated土壤，饱和0.6 - 4 0.6 - 4Steel, Carbon 1%钢，碳1％43 43Stainless Steel不锈钢16 16 17 17 19 19Straw insulation秸秆保温0.09 0.09Styrofoam发泡胶0.033 0.033Sulfur dioxide (gas)二氧化硫（气）0.0086 0.0086Tin Sn锡Sn 67 67Zinc Zn锌Zn 116 116Urethane foam聚氨酯泡沫0.021 0.021Vermiculite蛭石0.058 0.058Vinyl ester乙烯基酯0.25 0.25Water水0.58 0.58Water, vapor (steam)水，气（汽）0.016 0.016Wood across the grain, white pine伍德在粮食，白松0.12 0.12Wood across the grain, balsa伍德在粮食，巴尔萨0.055 0.055Wood across the grain, yellow pine, timber伍德在粮食，黄松木，木材0.147 0.147Wood, oak木，橡木0.17 0.17Wool, felt羊毛，毛毡0.07 0.07Xenon (gas)氙气（天然气）0.0051 0.0051。
材料——高热导率绝缘材料整理
高热导率绝缘材料整理目录一常见材料的热导率 (4)二影响材料热导率的因素 (4)三高热导率材料的制备与性能 (4)3.1 高导热基板材料 (5)3.2.1 高热导率无机物填充聚乙烯复合塑料 (5)3.2.2 高热导率无机物填充酚醛树脂复合塑料 (6)3.3高导热高弹性硅胶材料 (6)3.4高导热粘合剂材料 (7)四高热导率材料的一些发展思路 (8)4.1 开发新型导热材料 (8)4.2 填充粒子表面改性处理 (8)4.3 成型工艺条件选择及优化 (8)五热传递解决思路的几个考虑因素 (8)5.1 热阻值的考虑 (8)5.2 接触热阻的考虑 (9)六参考文献 (10)一常见材料的热导率钻石的热导率在已知矿物中最高的。
各类物质的热导率〔W/(m·K)〕的大致范围是：金属为50～415，合金为12～120，绝热材料为0.03～0.17，液体为0.17～0.7，气体为0.007～0.17,碳纳米管高达1000以上。
①一些常用材料的热导率详见“附录一”。
二影响材料热导率的因素热导率λ与材料本身的关系如下表：①④三高热导率材料的制备与性能3.1 高导热基板材料高散热系数之基板材料是LED封装的重要部分，氧化铝基板为大功率LED 的发展做出了很大的贡献。
但随着LED功率更大化的发展，氧化铝材料已经不能够满足。
如何得到更优良的散热基板，一直是LED行业追求的方向。
⑨被寄希望取代氧化铝的材料包含了两类：第一类为单一材质基板，如硅基板、碳化硅基板、阳极化铝基板或氮化铝基板。
其中硅及碳化硅基板之材料半导体特性，使其现阶段遇到较严苛的考验。
而阳极化铝基板则因其阳极化氧化层强度不足而容易因碎裂导致导通，使其在实际应用上受限。
因而，现阶段较成熟且普通接受度较高的即为以氮化铝作为散热基板。
然而，目前受限于氮化铝基板不适用传统厚膜制程(材料在银胶印刷后须经850℃大气热处理，使其出现材料信赖性问题)，因此，氮化铝基板线路需以薄膜制程备制。
常见材料的热导率
常见材料的热导率热导率是物质传热的能力，表示单位时间内单位面积上温度差单位长度的传热量，常用单位是W/(m·K)。
材料的热导率决定了其在传热过程中的效率和速度。
以下为常见材料的热导率以及相关介绍。
1.金属材料金属是最常见的导热材料，具有高导热率。
常见的金属材料如下：-铜（Cu）的热导率为401W/(m·K)，是常见金属中导热最好的。
由于其良好的导热性能，铜广泛用于电子器件、输电线路等领域。
-铝（Al）的热导率为237W/(m·K)，比铜稍低，但仍然属于导热性能较好的金属。
铝通常用于制造散热器、汽车散热器和各种导热元件等。
-铁（Fe）的热导率为79.5W/(m·K)，比铜和铝低很多。
但由于铁的广泛应用，其导热性能仍然具有一定优势。
2.陶瓷材料陶瓷具有良好的绝缘性能和抗腐蚀性能，但其导热性能较差。
以下是几种常见的陶瓷材料：-氧化铝（Al2O3）的热导率约为30W/(m·K)，它是最常见的工程陶瓷之一，广泛应用于耐磨、耐高温的场合。
-氧化锆（ZrO2）的热导率约为3W/(m·K)，氧化锆常用于制造高温陶瓷，如炉窑和电解槽等。
3.聚合物材料聚合物是热导率较低的材料，通常用于隔热材料的制备。
以下是几种常见的聚合物材料：-聚乙烯（PE）的热导率约为0.33W/(m·K)，是一种广泛应用的塑料材料。
由于其绝缘性能好，聚乙烯通常用于电缆、绝缘管等领域。
-苯乙烯（PS）的热导率约为0.13W/(m·K)，苯乙烯也是一种常见的塑料材料，广泛用于包装、建材和电子产品等。
4.玻璃材料玻璃具有较低的热导率，是一种良好的绝缘材料。
以下是几种常见的玻璃材料：- 硼硅酸盐玻璃（Borosilicate Glass）的热导率约为1.2W/(m·K)，由于其耐高温性能和化学稳定性，硼硅酸盐玻璃广泛应用于实验室器皿、荧光灯和太阳能板等领域。
- 硅玻璃（Silica Glass）的热导率约为1.4 W/(m·K)，硅玻璃是一种多用途的玻璃材料，常用于光学透镜、光纤和传感器等领域。
金属、绝缘体和半导体的热导率
金属、绝缘体和半导体的热导率（比较）微电子物理2011-01-06 22:17:37 阅读190 评论4 字号：大中小订阅Xie Meng-xian. (电子科大，成都市)（金属的热导率是否一定很大？绝缘体的热导率是否一定很小？为什么重掺杂半导体的热导率低于轻掺杂半导体的热导率？为什么在高温下金刚石的热导率高于金属等各种材料的热导率？）热导率是材料的一个重要热学性能参量。
对于半导体材料而言，其热导率的大小将直接关系到所制作的半导体器件的耐高温性能以及处理功率的能力等。
材料的热导率是衡量热能在介质中传输难易程度的一个物理量。
实验表明，热流密度j（单位时间内通过单位截面的热能）与温度梯度（dT/dx）成正比，比例系数κ就是热导率，即有热传导的Fourier定律（负号表示热能总是从高温端流向低温端）：j=-κ(dT/dx).对于合金、混合物或者多孔材料等材料的热导率，与这些材料的电阻率相似，可以采用相应的混合法则来计算。
热传导的物理本质是自由粒子的扩散。
气体的热传导就是气体分子从高温端扩散到低温端而产生热流的一种现象；若气体分子的平均热运动速度为v，气体分子碰撞的平均自由程为?，单位体积气体的定容比热为Cv，则分子运动论给出热导率为:κ=(1/3)Cv ? v.对于固体的热传导，产生的机理主要有两种：一是自由载流子（电子和空穴）的扩散，二是声子（晶格振动能量子）的扩散。
与气体分子的热导率类似，自由载流子和声子的热导率，也决定于比热、速度和平均自由程，即都可以表示成与上式相同的形式，只是其中的v和?分别为相应的平均热运动速度和平均自由程.（1）金属的热导率：金属的热传导主要就是其中自由电子（价电子）从高温端扩散到低温端而产生热流的现象，相对来说,声子的热传导作用可以忽略。
因为金属中的价电子实际上只有能量处于Fermi面附近的自由电子才能参与导电和导热等输运过程，则这种电子往往称为传导电子。
因此在热导率表示式中的v应该选取为传导电子的速度——Fermi速度vf（vf=(2Ef/m)1/2）.如果电子碰撞的平均自由时间为τ，则电子平均自由程?=vf τ。
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高热导率绝缘材料
整理
目录
一常见材料的热导率 (4)
二影响材料热导率的因素 (4)
三高热导率材料的制备与性能 (4)
3.1 高导热基板材料 (5)
3.2.1 高热导率无机物填充聚乙烯复合塑料 (5)
3.2.2 高热导率无机物填充酚醛树脂复合塑料 (6)
3.3高导热高弹性硅胶材料 (6)
3.4高导热粘合剂材料 (7)
四高热导率材料的一些发展思路 (8)
4.1 开发新型导热材料 (8)
4.2 填充粒子表面改性处理 (8)
4.3 成型工艺条件选择及优化 (8)
五热传递解决思路的几个考虑因素 (8)
5.1 热阻值的考虑 (8)
5.2 接触热阻的考虑 (9)
六参考文献 (10)
一常见材料的热导率
钻石的热导率在已知矿物中最高的。
各类物质的热导率〔W/(m·K)〕的大致范围是：金属为50～415，合金为12～120，绝热材料为0.03～0.17，液体为0.17～0.7，气体为0.007～0.17,碳纳米管高达1000以上。
①一些常用材料的热导率详见“附录一”。
二影响材料热导率的因素
热导率λ与材料本身的关系如下表：①④
三高热导率材料的制备与性能
3.1 高导热基板材料
高散热系数之基板材料是LED封装的重要部分，氧化铝基板为大功率LED 的发展做出了很大的贡献。
但随着LED功率更大化的发展，氧化铝材料已经不能够满足。
如何得到更优良的散热基板，一直是LED行业追求的方向。
⑨
被寄希望取代氧化铝的材料包含了两类：
第一类为单一材质基板，如硅基板、碳化硅基板、阳极化铝基板或氮化铝基板。
其中硅及碳化硅基板之材料半导体特性，使其现阶段遇到较严苛的考验。
而阳极化铝基板则因其阳极化氧化层强度不足而容易因碎裂导致导通，使其在实际应用上受限。
因而，现阶段较成熟且普通接受度较高的即为以氮化铝作为散热基板。
然而，目前受限于氮化铝基板不适用传统厚膜制程(材料在银胶印刷后须经850℃大气热处理，使其出现材料信赖性问题)，因此，氮化铝基板线路需以薄膜制程备制。
以薄膜制程备制之氮化铝基板大幅加速了热量从LED晶粒经由基板材料至系统电路板的效能，因此大幅降低热量由LED晶粒经由金属线至系统电路板的负担，进而达到高热散的效果。
⑨
第二类为陶瓷基复合材料基板（覆铜板等）
3.2 高导热塑料材料
对填充型导热绝缘高分子，热导率取决于高分子和导热填料的协同作用。
分散于树脂中的导热填料，当填料量提高到某一临界值时，填料间形成接触和相互作用，体系内形成了类似网状或链状结构形态。
当导热网链的取向与热流方向一致时，材料导热性能提高很快；体系中在热流方向上未形成导热网链时，会造成热流方向上热阻很大，导致材料导热性能很差。
因此，在体系内最大程度上形成热流方向上的网链是核心所在。
⑤
部分无机填料的热导率见下表：⑤
3.2.1 高热导率无机物填充聚乙烯复合塑料
Hatsuo I研究了BN/PB(聚丁二烯) 热导率及力学性能，研究发现BN的高导
热性和A阶PB树脂低粘度使BN易于被润湿和混合，可实现较大量填充。
BN质量分数为88%时，体系热导率32.5W/(m.K)。
SEM表明体系内不形成了导热网络通路，BN与PB相界面间结合良好，界面热阻小。
此外，在水中浸泡24H材料吸水率小于0.1%，随着BN减少，吸水率降低。
(5)
另外，美国先进陶瓷公司和EPIC公司开发出热导率20~35 W/(m.K)的BN/PB 复合工程塑料，可用普通工艺如模压成型实现，主要用于电子封装、集成电路板、电子控制元件等产品。
(5)
3.2.2 高热导率无机物填充酚醛树脂复合塑料
Hatsuo I 以AlN填充酚醛制得了可用于导热性电子封装材料，AlN最大填充量78.5%（体积比）时，热导率达到了32.5 W/(m.K)。
(5)
3.3 高导热高弹性硅胶材料
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。
(8)
常用填充材料的热导率见下表：（8）
针对以上材料在产品应用上的优缺点分析如下：
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。
⑧
汪倩等研究了AlN/Al2O3/SiC/MgO混合填料填充室温硫化硅橡胶的导热性能。
所得硅橡胶的热导率为1.3~2.5 W/(m.K)。
⑤
SEBS的甲苯溶液与BN或Al2O3混合后，经干燥可制得高导热性和电绝缘性能的弹性体材料，SEBS/BN/甲苯质量比为2:7.5:7时，材料热导率达6.4 W/(m.K)。
⑤3.4 高导热粘合剂材料
章文捷等研究了AlN/Al2O3混合填充的有机硅灌封材料，热导率达到了0.89 W/(m.K)。
张晓辉等分别用SiC、AlN、Al2O3填充环氧胶黏剂，发现填料分数存在一临界点，该临界点归因于材料内部有效导热网络的建立。
由于SiC价格低，
热导率高，填充份数为53.9%时，热导率为4.234 W/(m.K)，力学性能较好。
王铁如以氧化铝和氮化硼填充环氧改性胶黏剂，制得热导率1.14 W/(m.K)，体积电阻率10 12次方Ω.m,表面电阻率10的14次Ω.m的L-1型胶黏剂。
经湿热试验后电气强度大于25MV/m，粘结强度大于5MPa，长期工作温度200~250℃。
石红采用AlN填充改性环氧，制得热导率1.2 W/(m.K)的粘结剂，其击穿强度9.8MV/m，体积电阻率1.04*10的12次方Ω.m。
⑤
四高热导率材料的一些发展思路
4.1 开发新型导热材料
如利用纳米颗粒填充，热导率可增加不少，尤其是某些共价键型材料变为金属键型材料，导热性能急剧上升。
②
4.2 填充粒子表面改性处理
树脂和导热填料界面对塑料导热性能有重要影响，所以导热填料表面的润湿程度影响着导热填料在基体中的分散情况，集体与填料粒子的粘结程度及两者界面的热障。
②
4.3 成型工艺条件选择及优化
导热填料与塑料的复合方式及成型过程中温度、压力、填料及各种助剂的加料顺序等对导热性能有明显影响。
多种粒径导热填料混合填充时，填料的搭配对提高导热性能和降低粘度有明显。
导热填料不同粒径分布变化时，体系导热性能和粘度发生规律性变化，当粒径分布适合时，可得到最高热导率和最低粘度的混合体系。
②
五热传递解决思路的几个考虑因素
5.1 热阻值的考虑
傅力叶方程式：
Q=λA△T/d
R=A△T/Q
（Q: 热量，W；λ: 热导率，W/mk；A：接触面积；d: 热量传递距离；△T：温度差；R: 热阻值）
将上面两个公式合并，可以得到：
λ=d/R。
因为λ值是不变的，可以看得出热阻R值，同材料厚度d是成正比的。
也就说材料越厚，热阻越大。
⑥
但如果仔细看一些导热材料的资料，会发现很多导热材料的热阻值R，同厚度d并不是完全成正比关系。
这是因为导热材料大都不是单一成分组成，相应会有非线性变化。
厚度增加，热阻值一定会增大，但不一定是完全成正比的线性关系，可能是更陡的曲线关系。
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所以，对于导热材料，选用合适的热导率外，材料厚度是对性能有很大关系的。
选择热导率很高的材料，但是厚度很大，也是性能不够好的。
⑥
5.2 接触热阻的考虑
接触热阻是因为相互接触物体接触面的粗糙度, 平面度,以及接触物质的表面处理方式使得导热通道不顺畅,使得接触面产生热积聚,热源产生的热量不能迅速有效的传导到散热器表面。
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最理想的散热选择是：热导率高、厚度薄，完美的界面接触。
目前行业内高良率的散热器加工尺寸工差为+/-0.25mm,平面度为
0.15mm/30mmx30mm，如果提高加工精度则会在很大程度上提高产品成本，因此，接触面的间隙采用导热介质材料填充，可以很好的将空气挤出，从而增加系统散热水平。
⑦
目前，有三种介质材料可选择：导热硅脂、导热双面胶、导热硅胶片。
有了导热硅胶片的补充,可以使接触面更好的充分接触，真正做到面对面的接触.在温度上的反应可以达到10度以上的温差。
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导热硅胶片在热导率方面可选择性较大,可以从0.8w/k.m ----3.0w/k.m以上，且性能稳定。
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导热双面胶目前最高热导率不超过1.0w/k-m的,导热效果不理想。
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导热硅脂属常温固化工艺，在高温状态下易产生表面干裂，性能不稳定,容易挥发以及流动,导热能力会逐步下降,不利于长期的可靠系统运作。
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六参考文献
1 《热导率：百度百科》
2 《高导热率复合材料》：
4 《影响热导率的因素》
5 《绝缘导热高分子复合材料研究》周文英，齐暑华，涂春潮，邱华. 西北工业大学应用化学系. 塑料材料，2005年5月，第33卷
6 《常用材料的导热系数表》
7 《导热介质材料(工程师必知)》
8 《导热材料介绍大全及优缺点分析（共8种）》作者：上海百图高新材料
9 《2010年LED散热基板技术发展趋势分析》。