1 填料的導熱機理
  高分子材料本身的熱傳導系數比較小．所(suǒ)以填充型高分子複合材料導熱性能(néng)主要(yào / yāo)依賴于(yú)填充物的導熱系數、填充物在基體中的分布以及與基體的相互作用(yòng)。填料用(yòng)量較小時。填料雖均勻分散于(yú)樹脂中。但彼此間未能(néng)形成相互接觸和相互作用(yòng)，導熱性提高不大；填料用(yòng)量提高到某一臨界值時，填料間形成接觸和相互作用(yòng)，體系内形成了類似網狀或鏈狀結構形态，即形成導熱網鏈。當導熱網鏈的取向與熱流方向一緻時，材料導熱性能(néng)提高很快；體系中在熱流方向上未形成導熱網鏈時，會(huì)造成熱流方向上熱阻很大。導緻材料導熱性能(néng)很差。制造具有優良綜合性能(néng)的導熱材料一般有兩種途徑：一種是合成具有高熱導率的結構聚合物；另一種是在聚合物中填充高導熱性的填料。後(hòu)者比較常見。一般都是用(yòng)高導熱性的金屬或無機填料對(duì)高分子材料進行(háng / xíng)填充。氧化鋁通常作爲填料應用(yòng)于(yú)絕緣導熱高分子複合材料。
  2 氧化鋁的形态及表面處理
  2．1 氧化鋁作爲導熱絕緣材料的特點
  具有導熱電絕緣性能(néng)的填料很少．常見的幾種及其(qí)熱導率分别見表1。實驗研究證明，當填料與基體熱導率之比大于(yú)100時。提高填料導熱系數已意義不大。這就(jiù)意味着(zhe／zhuó／zhāo／zháo)應用(yòng)電絕緣填料如(rú)AlzO3，、MgO、BeO、A1N等可(kě)制備具有較高導熱性能(néng)的電絕緣複合材料。與其(qí)他填料相比，氧化鋁，的導熱率不高，但是其(qí)價格較低，來源較廣，填充量較大，常用(yòng)作絕緣導熱聚合物的填料。氧化鋁，通常單獨使用(yòng)或與其(qí)他填料昆合使用(yòng)。
  3 氧化鋁在導熱絕緣材料中的應用(yòng)
  氧化鋁常用(yòng)作絕緣導熱聚合物的填料，廣泛應用(yòng)于(yú)導熱塑料、導熱橡膠、導熱粘合劑、導熱塗料。
  3．1 導熱塑料
  麥堪成等研究表明加人氧化鋁使聚丙烯(PP)的導熱系數提高，且AlzO3／PP複合材料的導熱系數随氧化鋁用(yòng)量增加而(ér)提高。加入第3組分Cu、ZnO、A1和石墨，進一步提高氧化鋁複合材料的導熱系數。用(yòng)接枝PP作爲基體的複合材料導熱性能(néng)比PP的高，但接枝PP與PP共混物作爲基體的複合材料的導熱系數反而(ér)低于(yú)PP的導熱數。
  3．2 導熱橡膠
  汪倩等人研究了氧化鋁、SiC兩類導熱填料以及填料的粒徑分布對(duì)室溫硫化矽橡膠和矽酯的導熱性能(néng)和粘度的影響。結果發(fā／fà)現選用(yòng)不同粒徑的SiC和氧化鋁，導熱填料對(duì)體系填充可(kě)得(dé / de / děi)到高導熱性室溫硫化矽橡膠和矽酯，且工藝性能(néng)良好。潘大海等以聚二甲基矽氧烷爲基礎膠，以氮化矽、氮化鋁和氧化鋁，爲導熱填料，制備了填充型雙組分室溫硫化(RTV一2)導熱矽橡膠。研究了填料氮化矽／氧化鋁或氮化鋁／氧化鋁并用(yòng)對(duì)RTV一2矽橡膠導熱性能(néng)、加工性能(néng)及力學性能(néng)的影響。結果表明，當填料的總體積分數爲45％時 對(duì)于(yú)氮化矽／氧化鋁填充體系，随着(zhe／zhuó／zhāo／zháo)體系中氧化鋁體積分數的增加，RTV一2導熱矽橡膠的熱導率先升後(hòu)降，拉伸強度先增後(hòu)減，而(ér)斷裂伸長率則呈逐漸升高的趨勢，基料的黏度先減後(hòu)增。Wang等用(yòng)不同粒徑的A120，與SiC并用(yòng)，在室溫下(xià)填充矽橡膠，填料總量爲55份時，混煉膠具有較低的黏度，硫化後(hòu)矽橡膠的熱導率爲1．48 W／(m·K)。另外，加大填料的用(yòng)量且控制其(qí)粒徑分布．可(kě)制得(dé / de / děi)熱導率爲2 W／(m-K)的室溫硫化矽橡膠。
  唐明明021在研究中發(fā／fà)現随着(zhe／zhuó／zhāo／zháo)微米氧化鋁填充份數的增加，SBR的熱導率增大，但其(qí)加工性能(néng)和物理力學性能(néng)下(xià)降；用(yòng)矽烷偶聯劑KH一570，KH一550，A一151和钛酸酯偶聯劑TM—S105處理後(hòu)的微米A1 0，填充劑對(duì)導熱橡膠的導熱性能(néng)的影響不顯著；在相同填充量下(xià)，采用(yòng)納米A1203 填充比用(yòng)微米Al203，填充的導熱橡膠具有更好導熱性能(néng)和物理力學性能(néng)；在合适的比例下(xià)，納米氧化鋁與微米氧化鋁混合填充的導熱橡膠其(qí)導熱效果優于(yú)單純使用(yòng)微米粒子填充的橡膠。張立群[131等人系統研究了不鏽鋼短纖維、片狀石墨、短碳纖維、鋁粉、Al20，粉等5種導熱填料對(duì)天(tiān)然橡膠(NR1爲基質的複合材料的靜态導熱性能(néng)、動态溫升、物理力學性能(néng)的影響。結果表明氧化鋁可(kě)以明顯提高NR的靜态導熱系數，并且用(yòng)量越高，導熱系數越大。氧化鋁填充的NR動态溫升仍高于(yú)對(duì)比膠料，且實驗時間越長．溫升越高。
  3-3 導熱絕緣塗料
  周文英l以環氧改性有機矽樹脂爲基體，氮化矽、氧化鋁混合填料爲導熱粒子制備了導熱絕緣塗料。在4O％總填料用(yòng)量及氧化鋁占總用(yòng)量的2O％時，塗層獲得(dé / de / děi)最大熱導率1．25 W／(m·K)，此用(yòng)量下(xià)拉仲性能(néng)及斷裂延伸率下(xià)降，室溫附着(zhe／zhuó／zhāo／zháo)力達572．2 N／cm ．塗層介電常數5．7．體積和表面電阻率分别爲3x10 Q·cm和4．3x10 Q，塗層可(kě)長期在200℃下(xià)使用(yòng)，顯示出良好的電絕緣性。與不使用(yòng)導熱填料的環氧改性有機矽樹脂塗層相比具有較高的傳熱能(néng)力。
  3．4 絕緣導熱膠粘劑
  張曉輝等分别用(yòng)SiC、A1N、A1 0 填充環氧膠粘劑．發(fā／fà)現填料份數存在一臨界點，将臨界點歸因于(yú)材料内部有效導熱網絡的建立。由于(yú)SiC價格低，熱導率高，填充份數爲53．9％時，熱導率爲4．234 W／(m·K)，力學性能(néng)較好。王鐵如(rú)等将Al203、BN加入到環氧樹脂中制成導熱絕緣膠。章文捷等研究了A1 0，、A1N混合填充的有機矽灌封料，制得(dé / de / děi)了熱導率達O．89 W／(m·K)的灌封料。周文等以增韌的酚醛環氧樹脂爲基體樹脂．以1：4：3質量比組成的A1N、B4C、A120 混雜粒子爲導熱填料，制備了一新型絕緣導熱膠粘劑。發(fā／fà)現填料用(yòng)量爲40％時膠粘劑的熱導率爲0．99 W／(m·K)．熱阻爲O．7O℃／W，介電常數6，體積電阻率4．6×1O Q·cm，擊穿電壓達12 kV／mm，20 ℃，200℃．250 ℃下(xià)的剪切強度分别爲13．0 MPa．10．0 MPa．5．65 MPa。研究結果表明該膠具備良好的電絕緣及力學性能(néng)，可(kě)以長期在150 oc下(xià)使用(yòng)，與不加導熱填料的相同膠粘劑相比，具有良好的導熱能(néng)力。譚茂林用(yòng)氧化鋁，填充有機矽改性環氧樹脂測得(dé / de / děi)100 ℃時的導熱系數爲O．64 W/(m．K)
  4 結語
  氧化鋁常用(yòng)作絕緣導熱聚合物的填料，廣泛應用(yòng)于(yú)導熱塑料、導熱橡膠、導熱粘合劑、導熱塗料．但納米氧化鋁的應用(yòng)報道不多。唐明明發(fā／fà)現在相同填充量下(xià)，采用(yòng)納米氧化鋁，填充比用(yòng)微米氧化鋁，填充的導熱橡膠具有更好導熱性能(néng)和物理力學性能(néng)。随着(zhe／zhuó／zhāo／zháo)納米複合技術的發(fā／fà)展，可(kě)以預見納米氧化鋁，的研究、納米氧化鋁與聚合物基體複合新技術的開發(fā／fà)和應用(yòng)等将成爲今後(hòu)的研究方向。