1 填料的導熱機理
  高分子材料本身的熱傳導系數比較小．所以填充型高分子複合材料導熱性能(néng)主要依賴于填充物的導熱系數、填充物在基體中的分布以及與基體的相互作用。填料用量較小時(shí)。填料雖均勻分散于樹脂中。但彼此間未能(néng)形成(chéng)相互接觸和相互作用，導熱性提高不大；填料用量提高到某一臨界值時(shí)，填料間形成(chéng)接觸和相互作用，體系内形成(chéng)了類似網狀或鏈狀結構形态，即形成(chéng)導熱網鏈。當導熱網鏈的取向(xiàng)與熱流方向(xiàng)一緻時(shí)，材料導熱性能(néng)提高很快；體系中在熱流方向(xiàng)上未形成(chéng)導熱網鏈時(shí)，會(huì)造成(chéng)熱流方向(xiàng)上熱阻很大。導緻材料導熱性能(néng)很差。制造具有優良綜合性能(néng)的導熱材料一般有兩(liǎng)種(zhǒng)途徑：一種(zhǒng)是合成(chéng)具有高熱導率的結構聚合物；另一種(zhǒng)是在聚合物中填充高導熱性的填料。後(hòu)者比較常見。一般都(dōu)是用高導熱性的金屬或無機填料對(duì)高分子材料進(jìn)行填充。氧化鋁通常作爲填料應用于絕緣導熱高分子複合材料。
  2 氧化鋁的形态及表面(miàn)處理
  2．1 氧化鋁作爲導熱絕緣材料的特點
  具有導熱電絕緣性能(néng)的填料很少．常見的幾種(zhǒng)及其熱導率分别見表1。實驗研究證明，當填料與基體熱導率之比大于100時(shí)。提高填料導熱系數已意義不大。這(zhè)就(jiù)意味著(zhe)應用電絕緣填料如AlzO3，、MgO、BeO、A1N等可制備具有較高導熱性能(néng)的電絕緣複合材料。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，常用作絕緣導熱聚合物的填料。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的應用
  氧化鋁常用作絕緣導熱聚合物的填料，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(chéng)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Cu、ZnO、A1和石墨，進(jìn)一步提高氧化鋁複合材料的導熱系數。用接枝PP作爲基體的複合材料導熱性能(néng)比PP的高，但接枝PP與PP共混物作爲基體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(liǎng)類導熱填料以及填料的粒徑分布對(duì)室溫硫化矽橡膠和矽酯的導熱性能(néng)和粘度的影響。結果發(fā)現選用不同粒徑的SiC和氧化鋁，導熱填料對(duì)體系填充可得到高導熱性室溫硫化矽橡膠和矽酯，且工藝性能(néng)良好(hǎo)。潘大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室溫硫化(RTV一2)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(duì)RTV一2矽橡膠導熱性能(néng)、加工性能(néng)及力學(xué)性能(néng)的影響。結果表明，當填料的總體積分數爲45％時(shí) 對(duì)于氮化矽／氧化鋁填充體系，随著(zhe)體系中氧化鋁體積分數的增加，RTV一2導熱矽橡膠的熱導率先升後(hòu)降，拉伸強度先增後(hòu)減，而斷裂伸長(cháng)率則呈逐漸升高的趨勢，基料的黏度先減後(hòu)增。Wang等用不同粒徑的A120，與SiC并用，在室溫下填充矽橡膠，填料總量爲55份時(shí)，混煉膠具有較低的黏度，硫化後(hòu)矽橡膠的熱導率爲1．48 W／(m·K)。另外，加大填料的用量且控制其粒徑分布．可制得熱導率爲2 W／(m-K)的室溫硫化矽橡膠。
  唐明明021在研究中發(fā)現随著(zhe)微米氧化鋁填充份數的增加，SBR的熱導率增大，但其加工性能(néng)和物理力學(xué)性能(néng)下降；用矽烷偶聯劑KH一570，KH一550，A一151和钛酸酯偶聯劑TM—S105處理後(hòu)的微米A1 0，填充劑對(duì)導熱橡膠的導熱性能(néng)的影響不顯著；在相同填充量下，采用納米A1203 填充比用微米Al203，填充的導熱橡膠具有更好(hǎo)導熱性能(néng)和物理力學(xué)性能(néng)；在合适的比例下，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(zhǒng)導熱填料對(duì)天然橡膠(NR1爲基質的複合材料的靜态導熱性能(néng)、動态溫升、物理力學(xué)性能(néng)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。氧化鋁填充的NR動态溫升仍高于對(duì)比膠料，且實驗時(shí)間越長(cháng)．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脂爲基體，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(shí)，塗層獲得最大熱導率1．25 W／(m·K)，此用量下拉仲性能(néng)及斷裂延伸率下降，室溫附著(zhe)力達572．2 N／cm ．塗層介電常數5．7．體積和表面(miàn)電阻率分别爲3x10 Q·cm和4．3x10 Q，塗層可長(cháng)期在200℃下使用，顯示出良好(hǎo)的電絕緣性。與不使用導熱填料的環氧改性有機矽樹脂塗層相比具有較高的傳熱能(néng)力。
  3．4 絕緣導熱膠粘劑
  張曉輝等分别用SiC、A1N、A1 0 填充環氧膠粘劑．發(fā)現填料份數存在一臨界點，將(jiāng)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(shí)，熱導率爲4．234 W／(m·K)，力學(xué)性能(néng)較好(hǎo)。王鐵如等將(jiāng)Al203、BN加入到環氧樹脂中制成(chéng)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脂爲基體樹脂．以1：4：3質量比組成(chéng)的A1N、B4C、A120 混雜粒子爲導熱填料，制備了一新型絕緣導熱膠粘劑。發(fā)現填料用量爲40％時(shí)膠粘劑的熱導率爲0．99 W／(m·K)．熱阻爲O．7O℃／W，介電常數6，體積電阻率4．6×1O Q·cm，擊穿電壓達12 kV／mm，20 ℃，200℃．250 ℃下的剪切強度分别爲13．0 MPa．10．0 MPa．5．65 MPa。研究結果表明該膠具備良好(hǎo)的電絕緣及力學(xué)性能(néng)，可以長(cháng)期在150 oc下使用，與不加導熱填料的相同膠粘劑相比，具有良好(hǎo)的導熱能(néng)力。譚茂林用氧化鋁，填充有機矽改性環氧樹脂測得100 ℃時(shí)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(dào)不多。唐明明發(fā)現在相同填充量下，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(hǎo)導熱性能(néng)和物理力學(xué)性能(néng)。随著(zhe)納米複合技術的發(fā)展，可以預見納米氧化鋁，的研究、納米氧化鋁與聚合物基體複合新技術的開(kāi)發(fā)和應用等將(jiāng)成(chéng)爲今後(hòu)的研究方向(xiàng)。