低空经济作为一种智能化、低成本、高效率的创新经济形态，通过赋能传统行业，衍生出“低空+物流”、“低空+农业”、“低空+应急”等新业态，正快速崛起成为万亿级的产业新赛道。据中国民航局预测，2025年中国低空经济产业规模将达到1.5万亿元，2035年有望突破3.5万亿元。而在这一个万亿级新赛道背后，一个看似微小却至关重要的技术环节正成为行业发展的关键——无人机的热管理。

为什么无人机的热管理如此关键？

随着无人机在极端环境下应用得越来越广泛，其热管理对无人机的性能、安全性、可靠性及使用寿命的影响也变得愈发明显。比如，在40℃以上的高温暴晒或高负载运行时，无人机的电子调速器、电机、电池与机载计算芯片等高功率器件的发热量会急剧攀升，若不及时散热，轻则引发系统性能衰减（如图传卡顿、飞控响应迟缓），重则触发过热保护导致“热宕机”，甚至永久性损坏。因此，通过有效的导热解决方案维持电池、电子设备及马达在各自的最佳工作温度窗口内，是确保无人机达到最佳性能，提高飞行稳定性、反应能力和整体效率，并延长其使用寿命的关键。

不过，与其他高功率的器件相比，无人机往往在极端环境下工作，对于导热材料的要求不仅体现在导热性能上，更涉及重量、电气性能、机械特性等多个维度：

（1）导热性能：无人机内部的电池、电机、电调、芯片等部件在运行时都会产生大量热量，需要导热材料快速将热量传导至散热部件（如散热片、散热管等）。不同的部件由于发热量及散热需求的不同，对于导热性能的要求也有所不同，比如，芯片和主板作为无人机的高发热部件，其导热材料导热系数需达到 3.0-10.0 W/(m·K)，而对于高性能芯片或高集成度主板，其导热系数要求更高；而遥控器的控制主板和图传模块等部件发热量相对较小，导热材料导热系数一般在 1.0-3.0 W/(m·K) 即可满足需求。

（2）轻量化：无人机对重量极为敏感，过重的导热材料会直接影响飞行性能和续航能力。因此，导热材料的密度需尽可能低。

（3）良好的柔韧性与适应性：无人机内部空间紧凑，元器件布局复杂，且在飞行中承受持续振动，各部件间存在微幅相对位移，TIM需要足够的柔软度和可压缩性，以适应其中不规则表面和微小间隙，紧密贴合发热部件与散热部件，减少热阻，并吸收振动或运动过程产生的应力和形变，避免对脆弱的芯片或焊点产生过大机械应力。

（4）绝缘性能：无人机内部电路密集，为防止电路短路和电气故障，应用于飞控主板、电源模块等处的TIM必须具备卓越的电气绝缘性，才能确保在高温、潮湿等环境下仍能保持绝缘稳定性。

（5）耐候性：无人机常在户外复杂环境中使用，导热材料需能在-40℃至120℃甚至更宽的温度范围内保持性能稳定，不出现变硬、变软、挥发或老化等问题，同时还需具备防水、防潮、防尘、抗盐雾侵蚀的特性，确保电子元件在恶劣环境下安全运行。

（6）吸波/透波：无人机上搭载的无线通信模块、导航系统等对外部电磁干扰非常敏感，结合吸波功能的TIM可以有效地减少外界电磁波对这些设备的干扰，保护设备的正常运行和通信。而对于覆盖在雷达天线、GPS模块等射频器件上的TIM，为保证电磁波能够低损耗穿透，避免因引入散热层而对通信及导航信号的传输质量造成显著影响，则对于TIM 的透波性提出了一定要求。

无人机上采用的新型TIM

面对无人机的多样化散热需求，导热界面材料正朝着高性能、多功能和精准匹配的方向发展。基于目前的技术发展，近年来无人机核心部件采用的导热界面材料大致有以下几种：

1、导热硅脂/导热凝胶/导热垫片等

这类材料通常都是在聚合物基体中添加高导热填料制备成，其导热性能主要由导热填料的本征热导率、粒度、形貌、填充量等决定。而其应用场景的适用性则更多与材料的物理形态、施工工艺、长期可靠性等密切相关。比如：

·导热硅脂：主要采用有机硅作为基体，是一种流动性较好的膏状物质，能够填充微观缝隙，提供极低的热阻，但需要手动涂抹，且容易渗油或干燥失效，适用于高功率密度器件的散热需求，比如无人机内部CPU、GPU、遥控器主板等高热源与散热器之间。

·导热凝胶：优化了基体结构，其固化后形成半固态或固态结构的凝胶态，无渗油风险，具有更好的稳定性和耐久性，能够在动态环境下保持界面兼容性，在振动、冲击或热膨胀等需要更高可靠性的场景中表现更优，如飞控主芯片和电源模块等。

（来源：上海拜高）

·导热垫片：具有一定的弹性和可压缩性，且易于安装，但由于其柔韧性能较差，适用于一些热阻要求较低、便于组装或维护的大面积散热区域，如电池组与壳体间、堆叠的PCB板间、电机控制器等。

2、相变导热膏

相变材料（PCM）能够在特定温度范围内发生相态转变（如固-液、固-固），并在相变过程中吸收或释放大量潜热，从而实现对器件的高效热管理。由于该材料在低温下保持固态，避免非工作状态下的性能损失；在高温时则迅速发生相变，通过“液态填充与高效导热”机制快速导出瞬时热量。相较于传统导热材料，其能更动态地适应“冷热交替”的发热特性，尤其适用于短时、高功率密度的散热场景，例如：无人机飞控核心芯片、电机驱动逆变器（IGBT）、综合靶标中的电子载荷（如信号模拟模块、数据传输单元），以及快速充放电的电池系统等。

相变导热材料原理（来源：网络）

3、散热膜

散热膜是一种薄且柔软的导热材料，通常其内部具有独特的晶粒取向和片层状结构，热量在膜内可沿两个方向均匀扩散。当发热元件产生热量时，散热膜迅速将热量吸收并传导至大面积区域，使热量分布更均匀，避免局部温度过高，较常用于手机、平板电脑等消费电子产品。不过随着无人机技术的快速发展，散热膜凭借其轻薄、柔软和高导热特性，完美适配无人机对“轻量化”的苛刻需求，其应用场景有望迅速拓展至这一新兴领域。目前散热膜的主要类型有以下几种：

·石墨散热膜：石墨散热膜具有优异的抗热冲击性、高模量、耐腐蚀性的特点，并且兼具EMI电磁屏蔽效果，适用于多旋翼无人机等复杂电路结构中，能有效防止电机驱动信号、通信信号等受到干扰，提升飞行控制的精准度。石墨散热膜有天然石墨膜和人工石墨膜两种，天然石墨膜以天然石墨为原料，成本较低，但厚度较厚（通常≥0.1mm），散热效果相对较弱；人工石墨膜则通过化学方法将高分子材料（如聚酰亚胺薄膜）在高温高压下石墨化制成，具有超高导热性能（水平导热系数可达1200-2000W/m·K），厚度可薄至0.025mm，能紧密贴合设备内部结构，是目前主流的散热膜类型。

·石墨烯散热膜：基于石墨烯材料制成，厚度可以做到0.1～0.3mm。虽然目前市面上大部分的石墨烯导热膜水平方向导热系数在1200-2000W/(m·k)之间，与人工石墨膜类似，但其理论导热性能上更优，提升空间更大。但由于成本极高，目前多处于研发或高端应用阶段。

石墨烯膜微观结构

·氮化硼散热膜：具有类似石墨的层状结构，但由硼和氮原子交替排列形成。其晶体结构稳定，面内热导率可达2000 W/(m·K)以上，且导热方向较为均匀。同时，氮化硼散热膜还具有优异的绝缘性能，较低的介电常数和极小的介电损耗，能在高电压、高频率环境下稳定工作，同时透波性能好，适用于无人机射频天线等对电磁兼容性要求高的场景。

氮化硼散热膜（来源：广东晟鹏）

小结

低空经济的浪潮已至，无人机作为其核心载体，正朝着更高性能、更长续航、更复杂环境应用的方向飞速发展。在这一进程中，从常规的高导热硅脂与凝胶，到智能响应的相变材料，再到轻薄高效的各类散热膜，导热界面材料的不断创新与精准应用，是护航无人机突破极限、稳健飞行的“隐行守护者”。未来，随着无人机向集成化、智能化、多功能化持续演进，对其热管理方案也必将提出更严苛、更多维的要求。只有持续推动导热材料创新、优化散热设计、实现技术与场景的深度匹配，才能充分释放低空经济的巨大潜能。

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