常用非金属导热粉体材料简介

发布时间 | 2015-05-14 09:08 分类 | 粉体应用技术 点击量 | 24666
石英 石墨 氧化锌 碳化硅 硅微粉 氮化硼 氮化铝 氧化硅 氧化铝
导读:目前使用的非金属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、石墨等。在电子电路、导热高分子材料行业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...

常见导热材料有很多,多数的金属材料都是热的良导体。本文主要给读者介绍的不是金属材料,是氧化物为主的各种非金属导热粉体。目前使用的非金属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石墨等。在电子电路、导热高分子材料行业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。 

 

部分材料的导热系数列表(此表是大致值,同种材料不同晶体结构数值也会不同): 

 

几种常用导热粉体的优缺点简介:

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、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。 

5、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。  

6、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。  

7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,同时保障填料与高分子的混溶性。

(粉体圈 作者:梧桐)


作者:粉体圈

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