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氧化鋁導(dǎo)熱粉：熱界面材料難題的終極解決方案

東超 2024-09-20 | 閱讀：1188

隨著電子設(shè)備功率密度的不斷提高，熱界面材料（TIM）在現(xiàn)代電子設(shè)備中的重要性日益凸顯,。熱界面材料是連接電子設(shè)備中熱源（如CPU,、GPU等）和散熱器的關(guān)鍵材料，其性能直接影響電子設(shè)備的散熱效果和整體性能,。然而,，傳統(tǒng)的熱界面材料存在一些挑戰(zhàn)和難題，如導(dǎo)熱性能不足,、熱阻較大,、易老化、可靠性差等,。

氧化鋁導(dǎo)熱粉作為一種新型的熱界面材料添加劑,，具有高導(dǎo)熱性能、良好的熱穩(wěn)定性,、環(huán)保性和安全性等特點,。氧化鋁導(dǎo)熱粉在熱界面材料中的應(yīng)用,，有望解決傳統(tǒng)熱界面材料面臨的難題，提高電子設(shè)備的散熱效果和整體性能,。

氧化鋁導(dǎo)熱粉的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)決定了其獨特的導(dǎo)熱性能,。氧化鋁導(dǎo)熱粉由高純度的氧化鋁顆粒組成，其晶體結(jié)構(gòu)具有良好的熱傳導(dǎo)性能,。在高溫環(huán)境下,，氧化鋁導(dǎo)熱粉可以有效傳遞熱量，降低熱阻,，提高熱界面材料的導(dǎo)熱性能,。此外，氧化鋁導(dǎo)熱粉的環(huán)保性和安全性使其成為替代傳統(tǒng)熱界面材料的良好選擇,。

氧化鋁導(dǎo)熱粉在熱界面材料中的應(yīng)用方式主要包括添加到導(dǎo)熱墊片,、熱界面貼片和導(dǎo)熱硅脂等。通過添加適量的氧化鋁導(dǎo)熱粉,，可以提高熱界面材料的導(dǎo)熱性能,，降低熱阻，改善熱管理性能,。氧化鋁導(dǎo)熱粉的添加方式和應(yīng)用對熱界面材料的性能具有重要影響,。

氧化鋁導(dǎo)熱粉在熱界面材料中的應(yīng)用效果顯著。通過添加氧化鋁導(dǎo)熱粉,，可以顯著提高熱界面材料的熱導(dǎo)率,，降低熱阻，提高熱穩(wěn)定性,。此外,，氧化鋁導(dǎo)熱粉的添加還可以改善熱界面材料的力學(xué)性能，提高其可靠性,。

東超新材專業(yè)生產(chǎn)各類導(dǎo)熱粉體,，并在新能源汽車電池用導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠有大量的成功案例，可保證導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠具有優(yōu)異的導(dǎo)熱阻燃性能,，同時兼顧低比重,，以及低磨損等特點，如以下導(dǎo)熱粉體,，粉體與樹脂相容性好,，導(dǎo)熱性能優(yōu)，同時對樹脂的力學(xué)性能破壞小,，可使材料保持良好的粘接性能,。如以下DCN-10K9高擠出導(dǎo)熱凝膠填料、DCN-6000QT低密度凝膠導(dǎo)熱粉氧化鋁、DCN-6000BH最大粒徑不超100un凝膠高分子導(dǎo)熱填料,。

哪款復(fù)配導(dǎo)熱粉體適合制作10.0W/(m·K)導(dǎo)熱凝膠,、高擠出17g/min

目前，提升硅凝膠導(dǎo)熱性能的主要方法是大量添加導(dǎo)熱填料,。盡管氧化鋁被廣泛使用,，但即便是高比例填充，也很難達(dá)到理想的導(dǎo)熱效果,，同時還伴隨著粘度增加和擠出性能下降的問題,。氮化物則可能導(dǎo)致嚴(yán)重的增稠問題，影響擠出工藝,，或者因水解而在雙85測試（即溫度循環(huán)和濕度循環(huán)測試）中長時間無法保持穩(wěn)定,，從而影響其可靠性。至于其它高導(dǎo)熱材料,，如碳材料和金屬材料,，它們本身的絕緣性不佳，不能滿足電子行業(yè)對電學(xué)性能的要求,。

為了解決上述問題，關(guān)鍵在于采用高性能導(dǎo)熱填料,，東超新材的DCN-10K9等導(dǎo)熱粉體材料,，以建立有效的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)。導(dǎo)熱粉末主要采用特殊的高導(dǎo)熱填料,，并輔以自主研發(fā)的多元有機(jī)化合物進(jìn)行表面處理,。處理過程中，有機(jī)團(tuán)簇被牢固地固定在粉末顆粒表面,，增強(qiáng)了填料與基體材料之間的相容性,，并減少了復(fù)合材料內(nèi)部的摩擦力。即使在較高的填充比例下,，這些導(dǎo)熱粉末仍能保持良好的相容性,、擠出性能和優(yōu)異的可靠性，滿足行業(yè)要求,。

以下是DCN-10K9導(dǎo)熱粉體材料制備的導(dǎo)熱凝膠性能數(shù)據(jù)（實驗數(shù)據(jù)為東超新材實驗室所得,，且數(shù)據(jù)可跟根據(jù)需求調(diào)整，不代表最終應(yīng)用數(shù)據(jù),，僅供參考）：

DCN-10K9最新.png

6.0 W/m·K低比重（2.88）導(dǎo)熱凝膠用導(dǎo)熱粉

為了使導(dǎo)熱凝膠達(dá)到6.0 W/m·K的導(dǎo)熱系數(shù),，通常需要向體系中添加大量高導(dǎo)熱粉體，但這會導(dǎo)致粘度顯著增加,，擠出速率下降,，以及成本提高。面對這一挑戰(zhàn)，東超新材利用其在粉體復(fù)合和表面處理領(lǐng)域多年的經(jīng)驗,，成功研發(fā)了一種新型高性能導(dǎo)熱粉體——DCN-6000QT,。

DCN-6000QT采用高導(dǎo)熱性和低密度的無機(jī)非金屬粉體，經(jīng)過最新的改性技術(shù)處理,，確保其在硅油中能夠均勻分散并形成緊密填充,，而且增稠效果較小。這樣,，導(dǎo)熱凝膠在實現(xiàn)高效導(dǎo)熱的同時,，還能維持較高的擠出速度，并且在成本上也有一定的優(yōu)勢,。

以下是DCN-6000QT導(dǎo)熱粉體在1000cP乙烯基硅油中的具體應(yīng)用數(shù)據(jù),。

最大粒徑不超過100um的6.2W/m·K高性能導(dǎo)熱凝膠粉體選用方案

常規(guī)6W/m·k導(dǎo)熱凝膠為了實現(xiàn)高填充高導(dǎo)熱，需要加入大量粗粉,。然而粉體粒徑太大,，會對擠出泵出膠口造成嚴(yán)重磨損。若減小粉體粒徑,，將導(dǎo)致凝膠粘度急劇增加,，影響擠出性能。東超新材采用了一種創(chuàng)新的方法,。通過使用特定的粉體表面處理劑和表面改性技術(shù),，成功制備了D99≤60μm的導(dǎo)熱粉體DCN-6000BH。這種粉體具有顆粒間致密堆積,、表面極性低,、分散性強(qiáng)和填充性能佳的特點，能夠在保持高導(dǎo)熱性的同時,，確保凝膠具有較高的擠出速率,。

為了更直觀地展示DCN-6000BH導(dǎo)熱粉體的優(yōu)勢，以下是在達(dá)到相同導(dǎo)熱率的情況下,，不同導(dǎo)熱粉體在單組份凝膠配方中的應(yīng)用對比,。這些數(shù)據(jù)僅供參考，實際應(yīng)用中可能因配方和工藝的不同而有所差異,。

1. 使用最大粒徑150-200μm的粗粉,，雖然出膠量較大，但磨損問題嚴(yán)重,，且難以滿足較低BLT的要求,。

2. 使用粒徑相對較細(xì)，D99≤100的粉體時,，雖然減少了磨損,，但凝膠粘度急劇增加，影響擠出性。

3. DCN-6000BH導(dǎo)熱粉體凝膠：使用D99≤60μm的DCN-6000BH導(dǎo)熱粉體,，既保持了高導(dǎo)熱性,，又通過表面處理和改性技術(shù)，確保了良好的分散性和填充性能,，從而實現(xiàn)了較高的擠出速率,。

通過這種創(chuàng)新的方法，東超新材不僅解決了磨損和粘度問題,，還提高了導(dǎo)熱凝膠的整體性能,，滿足了客戶對高填充、高導(dǎo)熱和良好擠出性的需求,。

以下是DCN-6000BH導(dǎo)熱粉體在乙烯基硅油中具體應(yīng)用數(shù)據(jù),。（實驗數(shù)據(jù)為東超新材料實驗室測試數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可根據(jù)需求調(diào)整,，不代表最終應(yīng)用數(shù)據(jù),，僅供參考）：