导热硅凝胶的研究进展
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硅橡胶材料本身是热绝缘体,因此限制了其在导热散热领域中的应用。目前一般通过两种方法来提高其导热性能:(1)改善硅橡胶的本征导热系数。如提高结晶度,利用声子在晶格中的传播导热。但该方法复杂、成本高,难以实现大规模的工业化生产。(2)在硅橡胶中加入具有较高导热系数的导热填料如氮化铝、氮化硼和碳纳米管等,制备填充型导热复合材料。该方法因易于加工成型和低成本而被广泛应用。
目前按照是否可导电,导热硅橡胶中使用的导热填料可分为导电型导热填料和绝缘型导热填料。导电型导热填料包括镍、铜、银和铝等金属颗粒及碳材料,主要通过声子和电子机制同时导热,因此导热系数较高。但随着导电性填料的加入,硅橡胶的电绝缘性能会降低,限制了应用领域。而绝缘型导热填料主要是金属和碳族元素的化合物,即使在高填充量情况下,电绝缘性能几乎不受影响,因此绝缘型硅橡胶复合材料在电子、电气领域的应用更广。