一、導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)列表:
材料名稱 |
導(dǎo)熱系數(shù)K(w/m.k) |
氧化鈹 (有毒) |
270 |
氮化鋁 |
80~320 |
氮化硼 |
125 -------有文章寫60K(w/m.k) |
碳化硅 |
83.6 -------有文章寫170~220K(w/m.k) ,個人表示懷疑,導(dǎo)熱這么好的話,就完全沒有BN和AlN的市場了 |
氧化鎂 |
36 |
氧化鋁 |
30 |
氧化鋅 |
26 |
二氧化硅 (結(jié)晶型) |
10 |
二、優(yōu)缺點分析:
1、氮化鋁AlN,優(yōu)點:導(dǎo)熱系數(shù)非常高。缺點:價格昂貴,通常每公斤在千元以上;氮化鋁吸潮后會與水反應(yīng)會水解AlN+3H20=Al(OH)3+NH3 ,水解產(chǎn)生的Al(OH)3會使導(dǎo)熱通路產(chǎn)生中斷,進而影響聲子的傳遞,因此做成制品后熱導(dǎo)率偏低。即使用硅烷偶聯(lián)劑進行表面處理,也不能保證100%填料表面被包覆。單純使用氮化鋁,雖然可以達(dá)到較高的熱導(dǎo)率,但體系粘度極具上升,嚴(yán)重限制了產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。
2、氮化硼BN,優(yōu)點:導(dǎo)熱系數(shù)非常高,性質(zhì)穩(wěn)定。缺點:價格很高,市場價從幾百元到上千元(根據(jù)產(chǎn)品品質(zhì)不同差別較大),雖然單純使用氮化硼可以達(dá)到較高的熱導(dǎo)率,但與氮化鋁類似,大量填充后體系粘度極具上升,嚴(yán)重限制了產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。
聽說有國外廠商有生產(chǎn)球形BN,產(chǎn)品粒徑大,比表面積小,填充率高,不易增粘,價格極高。
3、碳化硅SiC 優(yōu)點:導(dǎo)熱系數(shù)較高。缺點:合成過程中產(chǎn)生的碳及石墨難以去除,導(dǎo)致產(chǎn)品純度較低,電導(dǎo)率高,不適合電子用膠。密度大,在有機硅類膠中易沉淀分層,影響產(chǎn)品應(yīng)用。環(huán)氧膠中較為適用。
4、氧化鎂MgO 優(yōu)點:價格便宜。缺點:在空氣中易吸潮,增粘性較強,不能大量填充;耐酸性差,一般情況下很容易被酸腐蝕,限制了其在酸性環(huán)境下的應(yīng)用。
5、α-氧化鋁 (針狀) 優(yōu)點:價格便宜。 缺點:添加量低,在液體硅膠中,普通針狀氧化鋁的最大添加量一般為300份左右,所得產(chǎn)品導(dǎo)熱率有限。
6、α-氧化鋁(球形) 優(yōu)點:填充量大,在液體硅膠中,球形氧化鋁最大可添加到600~800份,所得制品導(dǎo)熱率高。 缺點:價格較貴,但低于氮化硼和氮化鋁。
7、氧化鋅ZnO 優(yōu)點:粒徑及均勻性很好,適合生產(chǎn)導(dǎo)熱硅脂。缺點:導(dǎo)熱性偏低,不適合生產(chǎn)高導(dǎo)熱產(chǎn)品;質(zhì)輕,增粘性較強,不適合灌封。
8、石英粉(結(jié)晶型) 優(yōu)點:密度大,適合灌封;價格低,適合大量填充,降低成本。缺點:導(dǎo)熱性偏低,不適合生產(chǎn)高導(dǎo)熱產(chǎn)品。密度較高,可能產(chǎn)生分層。
綜上,不同填料有各自特點,選擇填料時應(yīng)充分利用各填料的優(yōu)點,采用幾種填料進行混合使用,發(fā)揮協(xié)同作用,既能達(dá)到較高的熱導(dǎo)率,又能有效的降低成本,同時保障填料與有機硅基體的混溶性。