隨著集成技術和微封裝技術的發展，電子元器件和電子設備向小型化和微型化方向發展，電子設備所產生的熱量迅速積累、增加。為保證電子元器件在使用環境溫度下仍能高可靠性地正常工作。需要開發導熱絕緣高分子復合材料替代傳統高分子材料，作為熱界面和封裝材料，迅速將發熱元件熱量傳遞給散熱設備，保障電子設備正常運行。

1.填料的導熱機理

高分子材料本身的熱傳導系數比較小 ，所以填充型高分子復合材料導熱性能主要依賴于填充物的導熱系數，填充物在基體中的分布以及與基體的相互作用。填料用量較小時，填料雖均勻分散于樹脂中，但彼此間未能形成相互接觸和相互作用，導熱性提高不大；填料用量提高到某一臨界值時，填料間形成接觸和相互作用，體系內形成了類似網狀或鏈狀結構形態，即形成導熱網鏈。當導熱網鏈的取向與熱流方向一致時，材料導熱性能提高很快；體系中在熱流方向上未形成導熱網鏈時，會造成熱流方向上熱阻很大，導致材料導熱性能很差。

制造具有優良綜合性能的導熱材料一般有兩種途徑：一種是合成具有高熱導率的結構聚合物；另一種是在聚合物中填充高導熱性的填料。后者比較常見。一般都是用高導熱性的金屬或無機填料對高分子材料進行填充。氧化鋁（VK-L04R,VK-L600D）通常作

為填料應用于絕緣導熱高分子復合材料。

2 氧化鋁的形態及表面處理

2.1 氧化鋁（VK-L04R,VK-L600D）作為導熱絕緣材料的特點

具有導熱電絕緣性能的填料很少。常見的幾種及其熱導率分別見表1。實驗研究證明，當填料與基體熱導率之比大于100時。提高填料導熱系數已意義不大。這 就意味著應用電絕緣填料如Al2O3，MgO、BeO、AlN等可制備具有較高導熱性能的電絕緣復合材料.與其他填料相比Al2O3（VK-L04R,VK-L600D）的導熱率不高，但是其價格較低，來源較廣，填充量較大，常用作絕緣導熱聚合物的填料。Al2O3通常單獨使用或與其他填料混合使用。

2.2 Al2O3的表面處理方法

Al2O3常用偶聯劑或表面處理劑進行表面處理，以提高樹脂基體和填料的相容性，從而提高基體材料的導熱性能和不顯著降低其力學性能。如周文英舊用的鈦酸酯 偶聯劑處理SiC及Al2O3粉末，張曉輝等用偶聯劑表面處理Al2O3，粒子后填充環氧膠粘劑 ．與未經表面處理直接填充所得的環氧膠粘劑相比,其熱導率提高了 10％，獲得的最大熱導率為1.236W·(m·k）^-1

 

3 氧化鋁在導熱絕緣材料中的應用

Al2O3（VK-L04R,VK-L600D）常用作絕緣導熱聚合物的填料，廣泛應用于導熱塑料、導熱橡膠、導熱粘合劑、導熱涂料。

3.1 導熱塑料

麥堪成等研究表明加人Al2O3（VK-L04R,VK-L600D）使聚丙烯(PP)的導熱系數提高，且Al2O3/PP復合 材料的導熱系數隨Al2O3用量增加而提高。加入第3組分Cu、ZnO、A1和石墨 ，進一步提高Al2O3復合材料的導熱系數。用接枝PP作為基體的復合材料導熱性 能比PP的高，但接枝PP與PP共混物作為基體的復合材料的導熱系數反而低于 PP的導熱系數。

 

3.2導熱橡膠

汪倩等人研究了Al2O3、SiC兩類導熱填料以及填料的粒徑分布對室溫硫化硅橡膠和硅酯的導熱性能和粘度的影響。結果發現選用不同粒徑的SiC和Al2O3，導 熱填料對體系填充可得到高導熱性室溫硫化硅橡膠和硅酯，且工藝性能良好。

唐明明在研究中發現隨著微米Al2O3填充份數的增加，SBR的熱導率增大，但其加工性能和物理力學性能下降；用硅烷偶聯劑KH-570，KH-550，A-151和鈦酸酯偶聯劑TM—S105處理后的微米Al2O3，填充劑對導熱橡膠的導熱性能的影響不

顯著；在相同填充量下，采用納米Al2O3（VK-L04R） 填充比用微米Al2O3，填充的導熱橡膠 具有更好導熱性能和物理力學性能；在合適的比例下，納米氧化鋁與微米氧化鋁(VK-L600D)混合填充的導熱橡膠其導熱效果優于單純使用微米粒子填充的橡膠。張立群等人系統研究了不銹鋼短纖維、片狀石墨、短碳纖維、鋁粉、Al2O3粉等5種導熱填料對天然橡膠（NR）為基質的復合材料的靜態導熱性能、動態溫升、物理力學性

能的影響。結果表明Al2O3（VK-L04R）可以明顯提高NR的靜態導熱系數，并且用量越高，導熱系數越大。Al2O3塑料助劑填充的NR動態溫升仍高于對比膠料，且實驗時間越長，溫升越高。

 

3.3導熱絕緣涂料

周文英以環氧改性有機硅樹脂為基體，氮化硅 、氧化鋁（VK-L04R,VK-L600D）混合填料為導熱粒子制 備了導熱絕緣涂料。在4O％總填料用量及氧化鋁占總用量的2O％時，涂層獲得 最大熱導率1.25W/(m·K)，此用量下拉仲性能及斷裂延伸率下降，室溫附著力達572．2N/cm² ．涂層介電常數5.7，體積和表面電阻率分別為3x10¹³Ω·cm 和 4.3x10Ω，涂層可長期在200℃下使用，顯示出良好的電絕緣性。與不使用導熱填料的環氧改性有機硅樹脂涂層相比具有較高的傳熱能力。

Al2O3（VK-L04R,VK-L600D）常用作絕緣導熱聚合物的填料，廣泛應用于導熱塑料、導熱橡膠、導熱粘合劑、導熱涂料，但納米Al2O3的應用報道不多。唐明明發現在相同填充量下，采用納米Al2O3，填充比用微米Al2O3，填充的導熱橡膠具有更好導熱性能和物理力學性能。隨著納米復合技術的發展，可以預見納米Al2O3的研究、納米 Al203與聚合物基體復合新技術的開發和應用等將成為今后的研究方向。