Dengan memanfaatkan nisbah prestasi-kos yang tinggi, sifat kimia yang stabil dan penebat elektrik yang sangat baik, alumina telah menjadi bahan asas yang paling banyak digunakan dalam pasaran pengisi konduktif terma. Walau bagaimanapun, kekonduksian termanya bukanlah nilai tetap tetapi berkait rapat dengan morfologi mikro-serbuk, struktur kristal (hablur tunggal/polihablur) dan kaedah pembungkusan. Daripada zarah sudut konvensional kepada bentuk sfera dan serpihan yang direka dengan teliti, dan seterusnya kepada kristal tunggal polihedral yang muncul, evolusi morfologi alumina secara konsisten berputar di sekitar objektif teras: bagaimana untuk membina rangkaian pengaliran haba yang lebih cekap dalam matriks polimer dengan beban pengisi yang lebih rendah.
Alumina Sfera
Alumina sfera mempamerkan struktur sfera biasa, dengan saiz zarah biasanya terdiri daripada beberapa mikron hingga beberapa puluh mikron. Memandangkan prestasi, kematangan teknologi dan kosnya, alumina sfera dianggap oleh industri sebagai-bahan serbuk pengalir haba yang efektif dengan nilai keseluruhan yang terbaik.
Kelebihan utamanya termasuk:
Kapasiti Pengisian Tinggi:Oleh kerana sferanya yang tinggi dan luas permukaan khusus yang rendah, ia membolehkan pengisian-ketumpatan tinggi, menghasilkan campuran dengan kelikatan rendah dan kecairan yang baik yang mudah tersebar secara seragam.
Kekonduksian Terma Tinggi:Prestasi habanya berkait rapat dengan taburan saiz zarah. Kapasiti pengisian yang tinggi membantu dalam membina rangkaian konduktif terma berterusan, meningkatkan kekonduksian terma bahan komposit.
Prestasi Keseluruhan Cemerlang:Ia mempunyai penebat elektrik yang sangat baik, kestabilan haba yang tinggi, pekali pengembangan haba yang rendah dan sifat mekanikal yang baik, menjadikannya sesuai untuk medan berprestasi tinggi{0}}seperti pembungkusan elektronik.
Ciri-ciri sinar -rendah:Untuk aplikasi khusus seperti pembungkusan semikonduktor-tinggi, alumina sfera boleh dihasilkan dengan kandungan uranium yang dikawal di bawah 10 ppb, dengan berkesan menghalang ralat lembut yang disebabkan oleh -sinar.
Menurut data daripada Institut Penyelidikan Industri Gaogong, saiz pasaran bahan serbuk pengalir haba global ialah 5.04 bilion RMB pada 2022, dengan serbuk pengalir haba alumina sfera menyumbang 50.8% (2.56 bilion RMB). Aplikasi hiliran utamanya ialah bahan antara muka terma (48%) dan plastik kejuruteraan konduktif terma (17%).
Proses penyediaan untuk alumina sfera adalah kompleks, terutamanya mengawal peralihan fasa alumina di bawah-aliran nyalaan suhu tinggi. Selain fasa -, produk selalunya mengandungi fasa kekotoran seperti fasa δ dan θ, yang boleh menjejaskan kekonduksian terma. Sebagai perbandingan,alumina sferoidalzarah adalah lebih kurang sfera dengan sedikit penyelewengan, mempunyai kandungan fasa - tinggi dan lebih mudah untuk dihasilkan. Walaupun kebolehalirannya dan kapasiti pengisiannya rendah sedikit, ia mencapai keseimbangan yang baik antara prestasi dan kos.
Alumina Serpihan
Flake alumina features a two-dimensional platelet structure with an adjustable aspect ratio (typically >10:1). Dimensi jejari bijirin biasanya berkisar antara 0.5 hingga 50 μm, dengan ketebalan biasanya antara 50 dan 500 nm. Zarah-yang berkembang dengan baik selalunya mempamerkan morfologi heksagon biasa.
Ciri-ciri utama termasuk:
Rangkaian Terma yang Cekap:Zarah serpihan mudah bersentuhan antara satu sama lain untuk membentuk laluan terma "bersemuka-ke-bermuka", menghasilkan rintangan haba yang rendah dan kecekapan pemindahan haba yang tinggi.
Ikatan Antara Muka yang Kuat:Permukaan licin memudahkan ikatan dengan rantai makromolekul polimer, mewujudkan struktur bersilang yang bermanfaat untuk pemindahan haba.
Pekali Pengembangan Terma Boleh Laras:Ini membantu meningkatkan kestabilan dimensi bahan antara muka terma.
Memandangkan kekonduksian terma sahaja, alumina serpihan sudah pasti merupakan pilihan yang optimum. Walau bagaimanapun, aplikasi praktikal sering menentukan pemilihan bahan. Alumina serpihan cenderung untuk meningkatkan kelikatan sistem dalam polimer, menjejaskan kebolehprosesan, dan terdedah kepada mendap, membawa kepada penyingkiran bahan. Faktor-faktor ini mengenakan permintaan yang lebih tinggi pada proses pengacuan dan merupakan sebab utama untuk penggunaannya yang agak terhad dalam pad silikon pengalir haba. Dua-alumina serpihan dimensi boleh direka bentuk secara struktur menggunakan teknik seperti penapisan berbantu-vakum, tekanan panas atau pemutaran elektro untuk mendorong lapisan teratur-oleh-pemasangan lapisan kepingan. Ini mewujudkan laluan pengaliran haba satah yang berkesan, membolehkan reka bentuk dan pembangunan bahan konduktif terma anisotropik dengan-kekonduksian haba satah yang tinggi untuk aplikasi seperti pelesapan haba panel-besar yang besar.
Polyhedral Alumina
Polihedral alumina mempunyai struktur seperti oktahedron atau tetradekahedron. Penampilannya hampir sfera, tetapi permukaannya terdiri daripada pelbagai aspek kristal licin, dan bahagian dalam zarah adalah kristal tunggal.
Kelebihan teras ialah:
Struktur Kristal Tunggal:Atom-atom disusun dalam cara yang sangat teratur tanpa sempadan butiran, dengan ketara mengurangkan penyerakan fonon dan menghasilkan kekonduksian terma intrinsik yang tinggi.
Muka-Konduksi Terma Kenalan:Zarah membina rangkaian terma melalui sentuhan "bersemuka-ke-bermuka", menyediakan kawasan pemindahan haba yang besar dan rintangan haba antara muka yang rendah.
Struktur Padat:Ia hampir bebas daripada liang dan retak, meminimumkan rintangan haba.
Polihedral tunggal-alumina kristal mengatasi alumina sfera tradisional dalam kedua-dua kecekapan kekonduksian terma dan kecekapan struktur. Dengan membina rangkaian terma melalui "sentuhan muka", ia menawarkan laluan baharu untuk pencapaian prestasi dalam laluan terma untuk Bahan Antara Muka Terma (TIM). Ia amat sesuai untuk-bahan pengurusan terma tinggi dengan keperluan kekonduksian terma yang sangat menuntut.