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内容概述在G芯片、新能源汽车、高性能电子设备中,“热量堆积”是制约性能与安全的核...
在5G芯片、新能源汽车、高性能电子设备中,“热量堆积”是制约性能与安全的核心难题。
氧化铝作为高导热绝缘聚合物的经济适用型填料价格较低,来源较广,物理化学稳定性好,是当今市场上用量最大的导热填料之一,其中又数球形氧化铝和单晶氧化铝两大类产品应用最多。其中单晶α-氧化铝则由于内部微粒有规律地排列在一个空间格子内的晶体,其晶体结构规整,几乎不存在缺陷晶界,声子散射现象少,热量能够畅通无阻地在晶格内传递,因此相比多晶结构的球形氧化铝,它的热导率要更高,但传统的单晶氧化铝球形度较低,在导热通路的构建上要稍逊一筹。
而多面体单晶类球形α氧化铝除了具有单晶结构以及更高比例的α相,其表面还呈现为由14个晶面构成、类似“削切球体”的多面体结构,不仅拥有较好的流动性,而且能够通过晶面之间的“面面接触”,而非球形颗粒间的“点点接触”的方式构建导热通路,显著扩大了颗粒间的传热面积,因此相比传统球形氧化铝和单晶氧化铝,导热性能都要更上一层楼。
不过,由于α-氧化铝为六方晶系,单晶化生长过程中形貌难以控制,容易出现各向晶粒异常长大等现象。传统高温煅烧过程中往往通过引入大量矿化剂以调控α-氧化铝的形貌,但这又会对其晶体结构造成一定的破坏而导致性能降低。而近期,西北工业大学材料学院的许杰副教授采用低温制备技术,通过精准调控晶粒生长来控制其形貌,同时避免晶格缺陷,成功制备出了多面体大单晶α-氧化铝粉体(20-100μm)。