a-氧化铝包覆球形氨化铝的合成及其应用研究

杨锦武

(广东金戈新材料股份有限公司，广东 佛山 528000)

摘 要：以不规则的氮化铝为原料,合成a-氧化铝包覆球形氮化铝。通过XRD衍射仪和扫描电子显微镜对合成物进行表征,并通过测试a-氧化铝包覆球形氮化铝的抗水解性能和硬度变化,分析探究a-氧化铝包覆球形氣化铝对导热垫片的影响。实验发现a-氧化铝包覆球形氣化铝具有优异的抗水解性能,而原料不具有抗水解性能。在 150℃的条件下,a-氧化铝包覆球形氮化铝可使导热垫片长期保持硬度性能的稳定性。

关键词：a-氧化铝；球形氮化铝；含成；抗水解性；导热垫片；硬度

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随着现代电子技术的迅猛发展,电子设备的功率密度日益增大,热管理问题随之凸显中。高效热管理对于提升电子设备性能、可靠性与延长使用寿命起着至关重要的作用。在众多热管理材料中,氨化铝(A-luminum Nitride,AIN)作为一种高性能的陶瓷材料,具有高导热率,其导热率理论值可达320W/(m·K)展现出在封装基板和导热填料应用方面的巨大潜力。

导热垫片、导热凝胶和导热硅脂作为界面导热材料中的代表,均基于高分子材料硅油基体,并杂导热填料制备成聚合物基导热复合材料。在这类复合材料中,作为导热填料的AIN,以其出色的导热性能显著提升了材料的热传递效率。同时,AIN优良的绝缘性有效避免了因电气击穿导致的元器件短路,增强了热界面材料的安全性。此外,AIN的低热膨胀系数,与硅相似,使其在应对电子器件工作过程中的温度变化时,减少了因热膨胀不匹配所产生的应力。

然而,AIN的应用也面临一些挑战,其较高的成本限制了其在大规模应用中的普及。同时,AIN对空气中水分的敏感性,易导致水解反应,影响材料的导热性能。为了应对这些挑战,通常需对AIN粉体进行表面改性处理,以增强其抗水解性,并改善与聚合物基体的相容性,确保导热复合材料的加工性能和热管理效率。

尽管存在挑战,AIN在聚合物基导热材料领域的应用前景依然广阔。随着技术的进步和成本的逐步降低,预计AIN将在未来热管理材料市场中扮演更加重要的角色。持续的研究和开发将推动AIN粉体在5G通信、高功率电子器件以及更多需要高端应用领域中发挥关键作用。