中國粉體網訊 在電子設備微型化、新能源技術爆發的今天，聚合物材料的導熱瓶頸日益凸顯。如何讓絕緣、柔韌的高分子材料兼具金屬般的導熱能力？導熱粉體的選擇和應用變得尤為重要。
導熱粉體的類型
目前，常用的導熱粉體有金屬、陶瓷和碳材料。
1.金屬粉體
銀的導熱系數極高，約為417W/(m·K)，是理想的導熱粉體，但由于其成本高昂，應用受到一定限制；銅的導熱系數約為398W/(m·K)，導熱性能也很優秀，且相對銀來說成本較低，在一些對導熱要求較高的領域有廣泛應用；鋁的導熱系數約為315W/(m·K)，具有成本低、重量輕的優勢，但導熱性能略遜于銀和銅。
2.陶瓷粉體
陶瓷粉體導熱系數良好，然而，它們的導電性足夠低，可以用于需要電絕緣的應用，主要包括氧化物，氮化物和碳化物。
氧化鋁（Al2O3）憑借30-40 W/(m·K)的導熱系數和優異的電絕緣性，成為最常用的導熱填料；氮化硼（BN）具有類似石墨的層狀結構，導熱系數約為250-300W/(m·K)。在層面方向上具有良好的導熱性能；碳化硅（SiC）硬度僅次于金剛石，導熱系數達120 W/(m·K)。
3.碳材料
常見的碳類粉體由碳的一系列同素異形體構成，包括石墨、金剛石、碳納米管和石墨烯等。
石墨具有層狀結構，沿層面方向具有良好的導熱性能；金剛石具有優異的導熱系數（約2000W/m·K），可以用來提高復合材料的導熱性，近年來，納米金剛石作為聚合物基體的填料受到了極大的關注；碳納米管是一種具有納米級管徑的管狀碳材料，具有極高的軸向導熱系數，可高達3000W/(m·K)以上；石墨烯（熱導率可達5000W/m·K）憑借超高導熱性能成為研究前沿。
總之，導熱粉體具有各自的優勢和特點，適用于不同的應用場景。在選擇和使用導熱粉體時，需根據具體需求和應用條件進行綜合考慮。
具體影響因素
影響聚合物基復合材料的導熱性能的因素諸多，主要有導熱填料的形狀、大小、添加量、界面面積、在基體中的分散性、取向性、與基體的界面結合等因素。
1.填料本身的導熱性能及添加分數。填料的導熱系數越高，聚合物基復合材料的導熱性能就會越好。
2.填料尺寸大小和形狀。研究表明，在同樣的添加量下，填料尺寸越大，界面面積就越小，聚合物復合體系的導熱性能會越好。
3.填料微觀分布。填料在聚合物基體中的分散性和相互接觸的狀態有利于聲子導熱通道的形成。
4.多組分填料對填充復合體系導熱性能的影響。填充多組分高導熱無機填料，一方面增加聲子傳導在不同晶體的聲學錯位，另一方面有可能降低填料之間的界面熱阻。
核心應用場景
1.電子封裝
導熱粉體通過填充硅橡膠、環氧樹脂等聚合物基體，廣泛應用于CPU/GPU散熱片、5G基站天線罩、柔性電路板基材等領域。
2.LED封裝
導熱聚合物復合材料是解決芯片散熱的關鍵材料，它可以把發光產生的熱量及時導出，有效地降低溫升，達到了提高發光效率、延長使用壽命的目的。
3.航空航天
目前，在聚合物基體中添加高導熱的氧化鋁和氮化硼等粉末，制備出的導熱絕緣聚合物基復合材料已經大量地應用在航天航空的各種封裝和連接材料上。
2025年5月28日，中國粉體網將在江蘇·蘇州舉辦“第二屆高導熱材料與應用技術大會暨導熱填料技術研討會”。屆時，我們邀請到國創中心有機功能材料與應用技術研究所商務經理榮露露出席本次大會并作題為《導熱材料在聚合物領域的應用》的報告。本報告將介紹長三角國家技術創新中心和功能材料與應用技術研究所、功能聚合物與應用創新中心，導熱粉體的在聚合物領域的應用以及熱管理相關產品。
個人簡介
榮露露，長三角國家技術創新中心和功能材料與應用技術研究所商務經理，具有熱管理材料相關產品的研發經驗。
參考來源：
1.東莞東超新材官網，中國粉體網以及網絡公開信息
2.孟凡成. 導熱界面材料的制備與性能研究. 天津大學
3.虞錦洪. 高導熱聚合物基復合材料的制備與性能研究. 上海交通大學
（中國粉體網編輯整理/輕言）
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