α-氧化鋁分散性影響-導(dǎo)熱粉作為導(dǎo)熱界面材料的填充料

導(dǎo)熱粉體作為導(dǎo)熱界面材料的填充料，用于保證新能源汽車的核心部件電池組、電控系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及充電樁的安全性能與使用壽命。伴隨著新能源車銷量的增長(zhǎng)和電池結(jié)構(gòu)的升級(jí)，導(dǎo)熱界面材料有望迎來(lái)10年10倍的需求增長(zhǎng)，作為其主要填充料的導(dǎo)熱粉體也有望實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)。其中，球形氧化鋁是導(dǎo)熱粉體的主要代表。

導(dǎo)熱粉則是針對(duì)導(dǎo)熱行業(yè)特制，核心材料混合氧化鋁為主體的導(dǎo)熱填充材料。理想的導(dǎo)熱粉主要有成分致密度高、球形度好、顆粒尺寸小且粒度分布范圍窄、分散性好、流動(dòng)性好等特性。

導(dǎo)熱粉的應(yīng)用
導(dǎo)熱氧化鋁是一種白色粉末，具有高硬度、高熔點(diǎn)、耐酸堿、耐腐蝕、絕緣性好的特質(zhì)。導(dǎo)熱球形氧化鋁粉體可以用作多孔氧化鋁的支撐體，由于形成的孔較規(guī)則，因此易于將支撐體整體均勻化。目前,導(dǎo)熱材料的應(yīng)用十分廣泛,尤其在傳熱、加熱等工程中起著重要作用。因填充用氧化鋁粉要求粉體流動(dòng)性好，與有機(jī)物結(jié)合能力強(qiáng)，所以其主要應(yīng)用范圍在電子、新能源汽車、醫(yī)療設(shè)備、通訊設(shè)備、高端設(shè)備等領(lǐng)域。

將Al2O3填充在硅橡膠材料中,可使硅橡膠材料具有較高導(dǎo)熱性能,并通過(guò)填充Al2O3在電子元件的內(nèi)部形成良好的導(dǎo)熱通路,導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)2.72 W/(m? K)。通過(guò)它對(duì)半導(dǎo)體管、散熱器進(jìn)行有效的粘接,進(jìn)一步提高了粘接部位的導(dǎo)熱性能。

導(dǎo)熱硅橡膠材料具有較高的阻燃和導(dǎo)熱性能,其應(yīng)用于多層板的導(dǎo)熱絕緣組裝,與不同工藝的膠粘劑配合,使所呈現(xiàn)的導(dǎo)熱性能符合使用要求。國(guó)外較為先進(jìn)的技術(shù)水平將導(dǎo)熱絕緣硅橡膠應(yīng)用于汽車、航天軍品、電機(jī)控制和電器、散熱器、電源供應(yīng)等領(lǐng)域。以導(dǎo)熱硅橡膠為主要原料,填充具有導(dǎo)熱性能的填料,成本低廉,可提供穩(wěn)定的散熱效果。

α-氧化鋁分散性影響
α-Al2O3粉體作為獲得各種氧化鋁材料的基礎(chǔ)原料，其性能非常關(guān)鍵，高質(zhì)量、高性能的氧化鋁粉體要求做到高純、超細(xì)、有較窄的粒徑分布、沒(méi)有嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象、分散性好等。在氧化鋁粉體的制備過(guò)程中，影響氧化鋁粉體分散性的因素主要有以下兩個(gè)方面。

1、前驅(qū)體對(duì)氧化鋁粉體分散性的影響
目前用于制備高純超細(xì)氧化鋁的方法主要是沉淀法，即通過(guò)對(duì)前驅(qū)體進(jìn)行鍛燒制備粉體。在這一過(guò)程中，前驅(qū)體是影響產(chǎn)物分散性的關(guān)鍵因素。
制備氧化鋁粉體的前驅(qū)體主要包括水合氧化鋁、硫酸鋁銨和碳酸鋁銨，這些前驅(qū)體由溶液中經(jīng)沉淀形成，其顆粒粒徑、分散狀態(tài)及相轉(zhuǎn)變溫度等均對(duì)產(chǎn)物的分散性有明顯影響。

對(duì)前驅(qū)體團(tuán)聚的調(diào)控手段主要包括以下幾種：

（1）分散劑調(diào)控
（2）有機(jī)物洗滌
（2）有機(jī)物洗滌
除以上幾種方法外，在前驅(qū)體的干燥階段，采用特殊干燥工藝如噴霧冷凍干燥和超臨界流體干燥等，也可以進(jìn)一步改善顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象。

2、煅燒工藝對(duì)粉體分散性的影響
由于前驅(qū)體超細(xì)的粒徑，使其具有超高的表面能和燒結(jié)活性。在低溫?zé)Y(jié)過(guò)程中團(tuán)聚的前驅(qū)體優(yōu)先燒結(jié)，形成燒結(jié)頸進(jìn)而形成大的團(tuán)聚體。當(dāng)煅燒溫度過(guò)高時(shí)，此時(shí)粉體的擴(kuò)散速度加快，團(tuán)聚體會(huì)繼續(xù)燒結(jié)，降低粉體活性，同時(shí)也不利于后續(xù)陶瓷氣孔的排除和致密化。因此控制合理的煅燒制度對(duì)減輕團(tuán)聚現(xiàn)象尤為重要。
（1）加入晶種對(duì)α-Al2O3粉體分散性的影響
（2）機(jī)械球磨處理對(duì)α-Al2O3粉體分散性的影響

審核編輯黃宇