1 填料的導熱機理
  高分(fēn)子材料本身的熱傳導系數比較小(xiǎo)．所以填充型高分(fēn)子複合材料導熱性能主要依賴于填充物(wù)的導熱系數、填充物(wù)在基體(tǐ)中(zhōng)的分(fēn)布以及與基體(tǐ)的相互作用。填料用量較小(xiǎo)時。填料雖均勻分(fēn)散于樹(shù)脂中(zhōng)。但彼此間未能形成相互接觸和相互作用，導熱性提高不大(dà)；填料用量提高到某一(yī)臨界值時，填料間形成接觸和相互作用，體(tǐ)系内形成了類似網狀或鏈狀結構形态，即形成導熱網鏈。當導熱網鏈的取向與熱流方向一(yī)緻時，材料導熱性能提高很快；體(tǐ)系中(zhōng)在熱流方向上未形成導熱網鏈時，會造成熱流方向上熱阻很大(dà)。導緻材料導熱性能很差。制造具有優良綜合性能的導熱材料一(yī)般有兩種途徑：一(yī)種是合成具有高熱導率的結構聚合物(wù)；另一(yī)種是在聚合物(wù)中(zhōng)填充高導熱性的填料。後者比較常見。一(yī)般都是用高導熱性的金屬或無機填料對高分(fēn)子材料進行填充。氧化鋁通常作爲填料應用于絕緣導熱高分(fēn)子複合材料。
  2 氧化鋁的形态及表面處理
  2．1 氧化鋁作爲導熱絕緣材料的特點
  具有導熱電(diàn)絕緣性能的填料很少．常見的幾種及其熱導率分(fēn)别見表1。實驗研究證明，當填料與基體(tǐ)熱導率之比大(dà)于100時。提高填料導熱系數已意義不大(dà)。這就意味着應用電(diàn)絕緣填料如AlzO3，、MgO、BeO、A1N等可制備具有較高導熱性能的電(diàn)絕緣複合材料。與其他填料相比，氧化鋁，的導熱率不高，但是其價格較低，來源較廣，填充量較大(dà)，常用作絕緣導熱聚合物(wù)的填料。氧化鋁，通常單獨使用或與其他填料昆合使用。
  3 氧化鋁在導熱絕緣材料中(zhōng)的應用
  氧化鋁常用作絕緣導熱聚合物(wù)的填料，廣泛應用于導熱塑料、導熱橡膠、導熱粘合劑、導熱塗料。
  3．1 導熱塑料
  麥堪成等研究表明加人氧化鋁使聚丙烯(PP)的導熱系數提高，且AlzO3／PP複合材料的導熱系數随氧化鋁用量增加而提高。加入第3組分(fēn)Cu、ZnO、A1和石墨，進一(yī)步提高氧化鋁複合材料的導熱系數。用接枝PP作爲基體(tǐ)的複合材料導熱性能比PP的高，但接枝PP與PP共混物(wù)作爲基體(tǐ)的複合材料的導熱系數反而低于PP的導熱數。
  3．2 導熱橡膠
  汪倩等人研究了氧化鋁、SiC兩類導熱填料以及填料的粒徑分(fēn)布對室溫硫化矽橡膠和矽酯的導熱性能和粘度的影響。結果發現選用不同粒徑的SiC和氧化鋁，導熱填料對體(tǐ)系填充可得到高導熱性室溫硫化矽橡膠和矽酯，且工(gōng)藝性能良好。潘大(dà)海等以聚二甲基矽氧烷爲基礎膠，以氮化矽、氮化鋁和氧化鋁，爲導熱填料，制備了填充型雙組分(fēn)室溫硫化(RTV一(yī)2)導熱矽橡膠。研究了填料氮化矽／氧化鋁或氮化鋁／氧化鋁并用對RTV一(yī)2矽橡膠導熱性能、加工(gōng)性能及力學性能的影響。結果表明，當填料的總體(tǐ)積分(fēn)數爲45％時 對于氮化矽／氧化鋁填充體(tǐ)系，随着體(tǐ)系中(zhōng)氧化鋁體(tǐ)積分(fēn)數的增加，RTV一(yī)2導熱矽橡膠的熱導率先升後降，拉伸強度先增後減，而斷裂伸長率則呈逐漸升高的趨勢，基料的黏度先減後增。Wang等用不同粒徑的A120，與SiC并用，在室溫下(xià)填充矽橡膠，填料總量爲55份時，混煉膠具有較低的黏度，硫化後矽橡膠的熱導率爲1．48 W／(m·K)。另外(wài)，加大(dà)填料的用量且控制其粒徑分(fēn)布．可制得熱導率爲2 W／(m-K)的室溫硫化矽橡膠。
  唐明明021在研究中(zhōng)發現随着微米氧化鋁填充份數的增加，SBR的熱導率增大(dà)，但其加工(gōng)性能和物(wù)理力學性能下(xià)降；用矽烷偶聯劑KH一(yī)570，KH一(yī)550，A一(yī)151和钛酸酯偶聯劑TM—S105處理後的微米A1 0，填充劑對導熱橡膠的導熱性能的影響不顯著；在相同填充量下(xià)，采用納米A1203 填充比用微米Al203，填充的導熱橡膠具有更好導熱性能和物(wù)理力學性能；在合适的比例下(xià)，納米氧化鋁與微米氧化鋁混合填充的導熱橡膠其導熱效果優于單純使用微米粒子填充的橡膠。張立群[131等人系統研究了不鏽鋼短纖維、片狀石墨、短碳纖維、鋁粉、Al20，粉等5種導熱填料對天然橡膠(NR1爲基質的複合材料的靜态導熱性能、動态溫升、物(wù)理力學性能的影響。結果表明氧化鋁可以明顯提高NR的靜态導熱系數，并且用量越高，導熱系數越大(dà)。氧化鋁填充的NR動态溫升仍高于對比膠料，且實驗時間越長．溫升越高。
  3-3 導熱絕緣塗料
  周文英l以環氧改性有機矽樹(shù)脂爲基體(tǐ)，氮化矽、氧化鋁混合填料爲導熱粒子制備了導熱絕緣塗料。在4O％總填料用量及氧化鋁占總用量的2O％時，塗層獲得最大(dà)熱導率1．25 W／(m·K)，此用量下(xià)拉仲性能及斷裂延伸率下(xià)降，室溫附着力達572．2 N／cm ．塗層介電(diàn)常數5．7．體(tǐ)積和表面電(diàn)阻率分(fēn)别爲3x10 Q·cm和4．3x10 Q，塗層可長期在200℃下(xià)使用，顯示出良好的電(diàn)絕緣性。與不使用導熱填料的環氧改性有機矽樹(shù)脂塗層相比具有較高的傳熱能力。
  3．4 絕緣導熱膠粘劑
  張曉輝等分(fēn)别用SiC、A1N、A1 0 填充環氧膠粘劑．發現填料份數存在一(yī)臨界點，将臨界點歸因于材料内部有效導熱網絡的建立。由于SiC價格低，熱導率高，填充份數爲53．9％時，熱導率爲4．234 W／(m·K)，力學性能較好。王鐵如等将Al203、BN加入到環氧樹(shù)脂中(zhōng)制成導熱絕緣膠。章文捷等研究了A1 0，、A1N混合填充的有機矽灌封料，制得了熱導率達O．89 W／(m·K)的灌封料。周文等以增韌的酚醛環氧樹(shù)脂爲基體(tǐ)樹(shù)脂．以1：4：3質量比組成的A1N、B4C、A120 混雜(zá)粒子爲導熱填料，制備了一(yī)新型絕緣導熱膠粘劑。發現填料用量爲40％時膠粘劑的熱導率爲0．99 W／(m·K)．熱阻爲O．7O℃／W，介電(diàn)常數6，體(tǐ)積電(diàn)阻率4．6×1O Q·cm，擊穿電(diàn)壓達12 kV／mm，20 ℃，200℃．250 ℃下(xià)的剪切強度分(fēn)别爲13．0 MPa．10．0 MPa．5．65 MPa。研究結果表明該膠具備良好的電(diàn)絕緣及力學性能，可以長期在150 oc下(xià)使用，與不加導熱填料的相同膠粘劑相比，具有良好的導熱能力。譚茂林用氧化鋁，填充有機矽改性環氧樹(shù)脂測得100 ℃時的導熱系數爲O．64 W/(m．K)
  4 結語
  氧化鋁常用作絕緣導熱聚合物(wù)的填料，廣泛應用于導熱塑料、導熱橡膠、導熱粘合劑、導熱塗料．但納米氧化鋁的應用報道不多。唐明明發現在相同填充量下(xià)，采用納米氧化鋁，填充比用微米氧化鋁，填充的導熱橡膠具有更好導熱性能和物(wù)理力學性能。随着納米複合技術的發展，可以預見納米氧化鋁，的研究、納米氧化鋁與聚合物(wù)基體(tǐ)複合新技術的開(kāi)發和應用等将成爲今後的研究方向。