导热高分子材料的应用与研究探讨

摘 要：处于新的时代背景之下，科技水平与日俱增，伴随我们生活的世界的日新月异，导热高分子材料的具体实践已经渗透进入了电子技术方面。由于其具备完美处理微型电子设备散热难题的能力，而被广泛投入到使用当中。这一因素保障了器件的使用寿命，确保在日常生活中工作人员以及使用者的人身安全。本文以此为出发点，面向高分子材料的导热性加以细致解读，分析现下导热高分子材料的发展状态，同时，对其性能探析不同的研究目标以及加以展望，以为今后的持续进步奠定基础。

关键词：高分子导热材料；基本原理；应用

当下，针对高分子导热材料的划分大致落实完全，同时这一领域的分支，诸如导热材料还有导热橡胶等技术均以骄人的速度实现着发展。其中，导热橡胶与电子器件完美融合，给各类器件营造了相对完善的散热环境，同时具备绝缘的性能还有降低震动的效果。另一方面，导热材料属于金属材料的替换物，于导热电路板中大规模推广。从前人们多用诸如金、铜以及铝的金属，还有金属氧化物，同时也涉及像是石墨的新兴材料。通过导电性有机物质代替传统材料进行填充，能够在相容性、导热性方面有所突破。

1 導热高分子材料的划分

1.1 导热塑料

树脂材料表现出突出的不良导热性能，所以在导热塑料的绝缘特点以及填充物表现出的绝缘性能二者间存在密不可分的关联。常见的填充物涉及金属氧化物还有金属氮化物等。通过分析发现，于像是聚乙烯的塑料中添置硅酸铝或者氧化铝纤维，进而构成统一整体，这一复合物质表现出的导热性与填充量处于正相关的关联。但是同样存在一个限值，在填充35%的纤维后，统一整体的导热性达到最优。

1.2 导热橡胶

导热橡胶涵盖结构型以及填充型两大类，大部分探析是以填充型橡胶为着手点，像是于丁苯橡胶之内添置氧化铝也就获得了填充型橡胶。然而另一类型的分析明显不足。以现有的分析成果为出发点能够明确的是，当处于填充水平一致的状态下，涉及氧化铝的颗粒规格能够左右橡胶的导热水平。

1.3 导热胶粘剂

依照电绝缘性能够把导热粘胶剂划分成绝缘类型还有非绝缘类型两大类。面向这一材料的具体实践基本集中在半导体基片的连接、密封工作还有热绝缘处理等。利用面向导热填充物还有固化环节的提升工作的探讨能够搜寻到优秀的导热填充物，进而面向导热以及绝缘双重效果研发适宜的粘结剂。

2 基本原理

2.1 导热原理

不同的导热材料表现出相异的导热原理，之所以晶体可以导热，源于原本规整状态的晶体发生了振动。而面向金属晶体，其导热的机制基本源于自由电子的随机运动，而声子仅起到了微不足道的效果。因为非晶体在分析环节时常被视为晶粒细微的晶体，而同样能够以声子的角度加以解读。总而言之，除去电子还有声子能够传输导热作用以外，光子同样具备这一效果。金属因为具备众多自由电子而对照非金属而言更凸显出导热率，另外，晶体具备的声子使得非晶体在导热率方面显著低于非金属。

高分子材料普遍被视为不良导热体，在进行材料的填充工作后能够具备一定的导热性。然而这种行为同时拉低了材料的强度。另外，填充物的分布状况也左右了导热性。

2.2 基本模型

现下面向导热原理方面的大部分模型属于低或者中等填充类型，而针对高填充或者超高填充的分析不足。Agariy面向这种空缺实施了深入的解读，并得出了一定的有效结论。处于此类理论模型之内，能够确认于经过填充的高分子复合物内，倘若全部填充构成的传导部分还有复合物的传导部分于热流方面处于平行状态，那么此时的热导率达到顶峰。一旦以上两块对应方向处于垂直状态，那么此时的热导率达到谷底。此类模型既把握住粒子面向高分子复合材料的作用，同时默认粒子保持均匀分散的情况。

3 高分子材料的优化

3.1 挑取适宜的基本材料

材料的挑选将在很大程度上作用于导热性能，因此这一方面表现出显著的研究意义。刨去高分子材料表现出的显著的导热性，其同样具备力学性能以及方便加工的特点。综上所述能够看出高分子材料具备了大规模填充的特点。达到上文提及的条件的高分子基体材料涉及：HDPE、PP等；而天然橡胶材料同样能够充当基体物质。一般实践中通过硅胶类胶粘剂充当这一方面的基体物质。

3.2 表面预处理工作的落实

将填充材料实施细微化可以显著提高高分子材料的导热水平，多种表面处理剂均能够让高分子物质还有填充物响应的性能发生积极的改变，同时也能够显著改变其导热水平，另一方面也确保了其本身具备的力学性能不朝着不利方向发展。

3.3 挑取适当的工艺手法

高分子物质还有填充物质双方的融合手法，还有填充环节内多类试剂的投放次序均将左右高分子复合材料的多类性质。具备相异规格粒子填充物进行混合使用时，填充材料发生的堆积水平处于顶峰状态。多类填充物进行适当比例的配合能够发挥出更好的效果，比如让材料表现出目标黏度还有导热性能。如果填充物能够按照预想的粒径分布，同样将出现附加的效果。除此以外，从填充实施过程里有效把握气温、压力还有时长等因素能够带来一定有利影响。

4 结语

获取预想状态的高分子材料时，需要依照产品提出的条件挑取一定的基底材料还有填充物质，同时面向填充物质加以适当的处理，来引导填充物表现出人们需要的性能。导热材料的诞生不仅丰富了高分子材料实践的内容，给技术的提升带来了物质前提，同时延伸了热传材料的分析范围。除此以外，还应该挑取适当的工艺流程，以及面向工艺的持续改良，让导热高分子能够表现出最佳的状态。现下基本的探索目标涉及：面向已知的导热填充物加以优化；分析本征导热高分子，同时尽快引向具体应用。上述均为这一领域相对复杂的方面。

参考文献：

[1]李玥.导热高分子材料的研究与应用分析[J].山东工业技术，2014，（21）：9.

[2]石路晶，贾长明.导热高分子材料在电子封装领域应用研究[J].包装工程，2014，35（17）：127130+134.

[3]储九荣，张晓辉，徐传骧.导热高分子材料的研究与应用[J].高分子材料科学与工程，2000，（04）：1721.

作者简介：邱小胖（1995），男，安徽蚌埠人，专业：高分子材料与工程。