氧化铝是当今市场上用量最大的导热填料之一，它价格较低，来源较广，物理化学稳定性好，偶联改性后填充份数高，是高导热绝缘聚合物的经济适用型填料，可广泛应用于硅胶，灌封胶，环氧树脂，塑料、橡胶导热、导热塑料、硅脂等有机基体中，堪称是导热填料的主力大军。

氧化铝粉体与导热硅胶

要说不足的话，氧化铝填料最大的问题就是本身的热导率不算很高，大约30~35W/(m·K)，比石英高一点，基本能满足部分导热界面材料、导热工程塑料以及铝基覆铜板等领域填充剂的应用需求。但到了实际应用时，受填料晶体形状以及填充度的影响，复合材料的导热率跟填料本身相比必然会大打折扣。因此为了尽可能发挥出填料本身的优势，应从从以下几方面下手，使复合材料的热导率更加接近填料本身的导热性能。

使用大单晶氧化铝填料

大单晶氧化铝是由氢氧化铝或者工业氧化铝添加特殊矿化剂，经高温煅烧而成的白色粉末结晶体。它与同规格多晶粉体相比，由于热能可直接通过单晶，所以更容易形成导热通道，在导热性能上有明显优势。

类球状大晶体α-氧化铝

不过单晶化生长难以控制，各向晶粒异常长大很常见，因此晶体越大越难做，在过去国内大单晶氧化铝粉体基本都要依赖进口而且价格昂贵。不过据孙志昂教授介绍，目前国内已经有做得不错的厂商了——比如说河南长兴实业有限公司的大单晶氧化铝已经突破20μm大关，可以做到30~40μm，颗粒形态可做到类球形、柱状，形貌规整、转化率高、晶体大，因此流动性好，填充份数也高，目前除满足国内需求外还能出口至其他国家。

不同粒度、形状、种类的填料混搭

俗话说，合作才能共赢，在导热填料应用上也是如此。目前在实际生产中，为了使复合材料获得更高的热导率，厂商会经常混搭两种或两种以上的导热填料使用，主要可分为不同粒径的混合、不同形状的混合以及不同材料的混合。

1.不同粒径的组合

虽然大单晶氧化铝的性能很不错，但只填充大颗粒的话它们在基体内会有许多间隙。此时就需要靠一些更加细小的填料进入这些大颗粒无法占据的空间，让大颗粒和小颗粒形成更紧密的堆积，增加填料之间的接触，从而提高材料的导热性能。

研究结果证实，多种粒径导热填充料混合填充时，对提高导热性和降低黏度有明显影响，当粒径分布适当时，完全可以同时得到最高导热率和最低黏度。以球形/类球形氧化铝为例，微米级与纳米级的混搭往往能展现出更优异的导热特性。

2.不同形状的组合

通过制备工艺的调整，氧化铝导热填料可以呈现出多种形态，包括球形、类球形、片状、条状、柱状等。目前它们之中最火的就是球形氧化铝，流动性好，在聚合物中填充性好，其搭接主要靠提高填料比例，使其互相接触实现。

但就如上面提过的一样，只填充单一的球形氧化铝的话，有效搭接面积并不大。因此在实际应用中往往会把球粒状填料和具片状/晶须填料配合使用，由于混杂效应，填料间相互接触几率增大，更易形成导热通路，比单一微观形态的粒子更能提高体系的导热性能。

片状大晶体α-氧化铝

对于可制备多种形状氧化铝填料的厂商来说，还能针对这点为客户提供定制化的服务。比如说河南长兴就可根据客户的应用需求，定制化提供不同形状的氧化铝填料组合产品，让客户采购一步到位更省心。

柱状大晶体α-氧化铝

3.不同材料的组合

如果氧化铝填料的导热性能无法满足需求，但是又舍不得物美价廉的它，那搭配上导热性能更高的其他材料就是一个很好的选择。如此一来，就能在成本可控的前提下提高复合材料的综合性能。目前复配在导热填料领域已是一种很常见的处理，经常和氧化铝合作的有氮化硼、氮化铝等。

不过无论如何搭，要获得好的导热效果，填料本身的性能指标一定要过硬，如果您也对相关产品及工艺感兴趣，欢迎来到2月18-19日在东莞举办的“2022年全国导热粉体材料创新发展论坛”和我们一起探讨噢。除了19日的正餐（研讨会）外，18日晚上还会有一场关于粉体球形化工艺和设备的圆桌会议，集中业内优秀设备供应商和下游材料用户等企业代表一起对无机非金属粉体球形化工艺与设备的现状与发展方向进行探讨。

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