“导热填料“介绍大全及优缺点分析

作者：上海百图高新材料  Peter

      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 （有毒）        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。
   
    本人才疏学浅，欢迎批评指正，一定虚心接受！

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好贴，支持！！！！！！

这么一看，好像没有适合使用的嘛。。。

学习下，对导热填充料不是太了解。

普通的导热硅脂还是使用氧化铝好，物美价廉

3# wenzr1977
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。

几篇论文都有提及到！

您可以下载附件中的文章，查看详细内容！

非常感谢大家的关注，今天有工程师提出原帖中关于MgO的优缺点有误，10月19日本人已经进行了更改！谢谢！

本人认为此帖为优秀帖，比简单上传文献要强多了
作者说出自己体会，并结合文献数据以旁证，让人很信服
体会和经验比文献更难得，支持楼主

此贴有一定含金量！

此贴的含金量极高，谢谢楼主。具有一定的实用价值

8# MFKDTB
好帖子
这在为导热填料的事迷茫中

肯定要加分的，这个帖子如果加入大量的分析数据的话，基本可以称之为一篇很不错的论文。
非常感谢楼主的分享

好帖，值得借鉴

非常感谢楼主的分享

有很强的实用价值，要支持呀

好贴，支持楼主，在实践中得来的经验是最宝贵的