王建立教授级高工:导热用球形氧化铝的制备及应用(报告)

发布时间 | 2024-04-15 14:07 分类 | 行业要闻 点击量 | 189
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导读:当前球形及类球形氧化铝技术壁垒较高,最大的技术难点在于球化工艺和生产设备的研发,尤其对于大单晶结构的类球形氧化铝,其硬度太高,对设备磨损更加严重,因此需要研发出更有效的球形化设备及...

5G通讯、新能源、新光源、物联网等电子产业的迅速发展,电子产品向更轻、更快、更薄、更集成的方向发展,使得安装在电路板上的电子部件密度提高,电子设备的发热量增大,严重影响电子元器件的操作可靠性和安全性能,因此需要添加高导热天填料来提高电子封装材料和基板的热导率,将电子器件产生的热量快速传递出去,避免温度升高过多而影响电子产品的性能。


常用的导热填料有金属填料、碳材料、陶瓷材料三大类。虽然金属填料和碳材料本身具有较高的热导率,能显著地提高聚合物材料的热导率,然而在高负载时却易破坏材料的绝缘性能,因此无法用于对电气绝缘性要求较高的电子设备中。而碳化硅氮化铝氧化铝等陶瓷填料则因其优异的热传输性能和高的绝缘性能,在制备高导热复合材料领域得到了越来越多的关注。其中氧化铝价格相对较低,且来源广泛,性能稳定,耐酸碱腐蚀,是一种性价比很高的无机陶瓷填料。 不过与氮化铝、碳化硅等其他陶瓷填料相比,氧化铝的导热系数相对较低,为30W/(m·K)。

要想提高氧化铝基电子封装材料和基板的热导率,最为有效的方法是提高氧化铝导热填料的填充率和导热系数。

高的填充率可以使氧化铝在聚合物基体中相互接触和堆积,形成尽可能多的导热网络。不过值得注意的是,过高的填充量容易导致填料发生团聚,使填料间存在空隙,反而让体系热导率下降,且使用过程中还会出现基体流动性差、性能不稳定及易分离等问题。因此要通过提高填充率来提高基板热导性,可以采用具有高球形度的球形氧化铝作为导热填料,相比不规则形貌的氧化铝填料,比表面积更小,流动性更好,吸油率更小,不易团聚,当添加到有机聚合物的体系中时对粘度影响较小。


而要提高填料的热导率则需要尽可能消除填料中的结晶缺陷,并提高球形氧化铝中α-氧化铝的含量,目前通过添加特殊矿化剂对球形氧化铝二次煅烧即可制备出具有完整结晶、杂质含量更低、α-氧化铝相含量高达98%的大单晶类球形氧化铝,逐渐受到导热领域的广泛关注。

不过当前球形及类球形氧化铝技术壁垒较高,最大的技术难点在于球化工艺和生产设备的研发,尤其对于大单晶结构的类球形氧化铝,其硬度太高,对设备磨损更加严重,因此需要研发出更有效的球形化设备及技术。即将于4月23-25日在宁波举办的“2024年全国氧化铝粉体与制品创新发展论坛(第八届)”上,粉体圈作为主办方邀请了中铝郑州有色金属研究院有限公司王建立教授级高工现场分享报告《导热用球形氧化铝的制备及应用》,届时他将介绍导热用球形及类球形氧化铝的应用及制备现状,内容包括:

1、球形氧化铝的制备方法;

2、类球形单晶氧化铝的制备方法

3、导热球形氧化铝的应用

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报告人介绍


王建立,工学博士,教授级高工,中铝郑州有色金属研究院有限公司特种氧化铝研究所副所长,有多年氧化铝研发经验。主持或为主参加了国家科技攻关项目、国家科技部专项、国家自然科学基金项目以及中国铝业公司重大科技项目二十多项,近年来获省部级科技进步一等奖2项,科技进步二等奖3项,申请国家发明专利近20余项,已获专利授权13项,参加了《铝冶炼生产技术手册》、《湿法冶金手册》和《有色金属进展》等专著的编写工作,在国内外学术期刊上发表学术论文40余篇。

 

宁波氧化铝论坛会务组

作者:宁波氧化铝论坛会务组

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