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球型纳米氧化铝作为导热填料的优势



 

球型纳米氧化铝作为导热填料的优势

导热填料顾名思义就是添加在基体材料中用来增加材料导热系数的填料,常用的导热填料有氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅等;其中,市场使用占有率大的是以微米级氧化铝、硅微粉为主,纳米氧化铝,氮化物则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。
几种不同填料优缺点对比:

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氮化铝ALN

80-320

导热系数高

价格昂贵,每公斤几千元以上。容易受潮水解,水解产生氢氧化铝中断导热通路,因此制品热导率偏低。

一般

氮化硼

BN

60-125

导热系数高

价格昂贵,每公斤上千元。不能单纯的大量填充,大量填充后体系粘度极具上升,严重影响产品的应用领域。

一般

碳化硅

SIC

83.6-220

导热系数高

合成过程中产生的碳及石墨难以去除,到账产品纯度低,电导率高,不适合电子用胶,密度大,在有机硅中易沉淀分层,应用产品应用。环氧胶中较为适用。

一般

氧化镁

MgO

36

导热系数一般

在空气中易吸潮,增粘性较强,不能大量填充;耐酸性差,很容易被腐蚀,限制了酸性环境下的应用。

一般

氧化铝

Al2O3

30

导热系数高,球形填充量大

价格适中,每公斤不超过200元。球形或者类球形填充量大,最大可添加到600-800份,所得制品导热率高。

最好

氧化锌

ZnO

26

导热系数偏低

粒径和均匀性很好,适合生产导热硅脂;导热性偏低,不适合生产高导热产品。质轻,不适合生产高导热产品。

较好

综上,可见目前性价比最好的是氧化铝,国内氧化铝导热粉效果好的有微米级VK-L600D和纳米级VK-L04R两种牌号,为了提高树脂基体和填料的相容性,提高基体材料的导热性能和不降低其力学性能,常用偶联剂等表面处理剂进行表面处理。实验证明,用偶联剂表面处理的VK-L600DVK-L04R氧化铝粒子后填充环氧树脂胶黏剂,与未经表面处理直接填充所得的环氧胶黏剂相比,其导热率提高了10%。其中尤以硅烷偶联剂处理的纳米级VK-L04R效果最为显著。
氧化铝作为绝缘导热聚合物填料,广泛应用于导热塑料、导热橡胶、导热粘合剂、导热涂料等领域。但有关纳米氧化铝的报道并不是很多。日本SASAKIMURA研究发现,在相同填充量下,采用纳米氧化铝填充比用微米氧化铝填充的橡胶具有更好导热性能和物理力学性能。随着纳米复合技术的发现,可以预见纳米Al2O3在导热领域的开发与应用有着无比宽广的发展空间。

 
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