氮化铝 (AlN) 单晶滤波器 1um

随着电子产品及其组件不断向小型化和高集成度发展，散热已成为电子技术进步的关键挑战。在此背景下，热界面材料等导热复合材料受到了前所未有的关注。这些材料通常由有机物质和导热填料组成。由于有机材料一般导热系数较低，通常小于5 W/m·K，因此导热复合材料的导热系数主要取决于导热填料的选择。

市场上最广泛使用的导电填料是Al2O3等氧化物。然而，氧化铝本身的导热系数仅为38~42 W/m·K，这限制了制备满足未来散热材料市场需求的导热复合材料的能力。

与Al2O3等氧化物相比，AlN（氮化铝）显示出明显的优势。其理论导热系数达到320 W/m·K，远超Al2O3。而且AlN还具有热膨胀系数小、绝缘性能优良、介电常数低、热膨胀系数与硅相匹配等优点。由于这些原因，以AlN粉末为原料制备导热复合材料成为近年来的研究热点。

氮化铝的粒径显着影响聚合物复合材料的导热率。具体来说，较大的氮化铝填料具有较小的比表面积，减少了界面层的面积，降低了界面热阻，理论上提高了复合材料的导热系数。另一方面，较小的颗粒尺寸提供较高的堆积密度，这有助于减少空隙，从而提高导热性。

那么，是使用更大的颗粒尺寸更好还是更小的颗粒尺寸更好？事实上，粒径过大和过小都不利于导热系数的提高。大颗粒填料由于堆积密度低且分布不均匀，实际上会降低导热系数。较小颗粒的填料可能会增加界面数量，导致更高的热阻，并且它们很容易聚集，从而增加体系的粘度，从而影响聚合物的机械和热性能。

为了克服这个问题，研究人员提出了一种有效的解决方案：使用不同粒径的组合。通过将不同尺寸的氮化铝颗粒混合到基体材料中，大颗粒可以形成主要的导热通道，而小颗粒则可以填充较大颗粒之间的间隙，形成更复杂的导热网络，进一步增强材料的导热性能。复合材料。