各种导热材料的优缺点分析

各种导热材料的优缺点分析

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)      20以上    

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。