金属氧化物导热硅脂发展研究

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1、金属氧化物导热硅脂发展研究摘要：解释了导热硅脂的导热原理与组成，对金屈氧化物导热硅脂制备做了介绍并对导热硅脂的发展方向进行了展望。正文电子元器件在工作过程屮会产生大量热能，从而直接影响了其可靠性和使用寿命。电气元件的及时散热性，已成为影响其使用寿命的重要因素。导热硅脂是一种膏状的热界而导热材料，可用于发热或散热元件的散热，具冇良好的导热性能，常应用于电子产品等领域。其主要特:点是：既可应用于快速释放电了产品使用时产生的热量，也可应用于航空航天、电子电气等领域中需要散热、传热或绝缘等部位。1导热原理与组成1

2、.1导热原理。导热硅脂是由大量导热填料填充的含有硅油的膏脂状物质，具有较佳的导热性能。电子元件受制造工艺和装夹方法的限制，其发热元件和散热片Z间总是存在着微小的空隙，而空气的热阻很大，从而对其热量的散发带来负面影响。导热硅脂具有良好的流动性于热导率，能填充上述空隙，从而保证了电子元件和散热片之间的紧密接触，并增加了接触面积、提高了传热效率，进而能最大程度地将发热元件工作时所产生的热量迅速而均匀地传至散热片，使散热效果达到最佳。1.2组成。导热硅脂由聚合物和高导热填料等组成，英制备难点主要在于聚合物和导热填

3、料的选择。聚合物的选择通常应考虑其与导热填料的相容性、对配合面的润湿性和黏度等性能。通常，选择冇机硅材料为聚合物，其热稳定性高、压力低且压力吸收性好，并可改善配合面的润湿性。导热填料的重要特性包括木身的导热属性、形态（颗粒大小和形态）以及粒径分散度等。若考虑到其介电性能和成本，则通常使用陶瓷粉末（如氧化铝、氧化锌等），也可使用金屈颗粒（如银、铝等）。2金屈氧化物导热硅脂的制备2.1金属氧化物导热硅脂即为一种金属氧化物作为填料的导热硅脂，廿前冇很多种导热填料的导热硅脂，金属氧化物是最常见和最便宜的导热粉体，

4、已普遍应用于制备导热硅脂。通常采用不同粒径的导热粉休进行复配，以达到最佳的导热效果；也可对导热粉体进行改性，使其性能达到最佳点。现冇一种高性能导热硅脂及其制备方法：该导热硅脂由有机合成酯、钛酸酯偶联剂和导热粉体等组成，其中钛酸酯覆盖在导热粉体表面;导热粉体选用不同种类的金属氧化物粉体，并按照m（大粒径15-50um）:m（中粒径5^15Um）：m（小粒径0・5~5um）=15：5：1比例复配而成；制成的导热硅脂具冇极好的不蠕变特性，并且其热导率高、流动性佳且耐高温性良好，而11消除了导热硅脂在存储和使用过

5、程中存在的硅油析出等问题，其热导率达到了4W/（m・K）。2.2另冇一种制备方法以硅油、氧化铝/氧化锌共混导热填料等为主要原料，制备了离油度低、热导率高的导热硅脂（其中，氧化铝、氧化锌的粒径分别为7、2um，两者均呈不规则形状的粉体）。2.3由于导热硅脂具有很高的填充率，故在制备过程屮要进行充分分散；若分散效果不好，会造成导热填料I才I聚现象，从而会明显增大导热硅脂的热阻，影响其实际导热性能。因此，冇关研究者对导热硅脂的分散工艺进行了探究。在制备工艺上冇一种合成散热膏的方法，该方法以共混氧化锌/聚酯作为主

6、要原料（两者质量比为4：1）,通过施加0.1MN/m2的压强和20r/min的转速，搅拌混合120min后制备而成的。出于该法采用加压、搅拌等手段将粉体和基料共混在一起，故混合物内部压强的提高使得基料更易进入粉体之间，从而有效加速了粉体的分散性能，提高了导热硅脂的合成速率和缩短了合成时间；与常规加工方式（即行星搅拌机）制备的导热硅脂相比，其加工时间明显缩短，同时热导率明显提高。3发展方向展琨3.1导热硅脂的高端市场基木上被国外导热公司所占据，国内导热硅脂的技术参差不齐，甚至在市场推广中以次充好，加剧了国产

7、导热硅脂由场的混乱局面。导热硅脂的研究应在确保导热性尽可能高的前捉下，降低英生产成本，同时应解决热导率和离油度等使用方面的问题。3.2廿前，导热硅脂仅限于基体与最常见的导热粉体的共混复合，所得导热硅脂产品的导热性能欠佳。因此，进行高导热木体聚合物材料的研究、探索新型高导热粉体等，将成为导热硅脂研究的新方向，导热硅脂必将成为高科技领域必不可少的材料之一。