准球氧化铝粉体分散性策略及其与片状氧化铝导热性能

东超新材料 2024-08-14 16:12:02

一、优化准球氧化铝粉体分散性的策略探讨

准球氧化铝粉体在制备高性能材料中扮演着至关重要的角色,其品质直接关系到最终产品的性能。为了获得高品质的准球氧化铝粉体,关键在于确保其具有高纯度、超细粒径、狭窄的粒径分布、低团聚度以及卓越的分散性。以下为提升准球氧化铝粉体分散性的几种策略:

1. 前驱体处理阶段

- 精确选择和应用分散剂:在粉体制备过程中,添加适宜的分散剂,利用其特定的分散机制来提高粉体的分散性。

- 采用有机物洗涤法:利用有机溶剂对前驱体进行深入清洗,减少颗粒间的氢键和毛细管力,降低团聚趋势,并通过空间位阻效应防止硬团聚。

- 应用物理分散技术:结合机械球磨和超声波分散,双管齐下提高分散效果,机械力破碎团聚体,超声波产生的微射流和冲击波有效分散颗粒。

- 创新干燥技术:采用喷雾冷冻干燥和超临界流体干燥等先进技术,减少干燥过程中的颗粒接触和团聚。

2. 煅烧工艺优化

- 晶种辅助煅烧:在煅烧过程中加入适量晶种,引导晶体生长,降低相变温度,避免高温引起的烧结和团聚。

- 机械球磨预处理:对前驱体进行预处理,细化颗粒,激活表面,降低形成温度,减少高温煅烧过程中的烧结和团聚。

通过上述策略,可以显著提高准球氧化铝粉体的分散性,为高性能材料的制备打下坚实基础。

二、球形氧化铝与片状氧化铝导热性能比较分析

随着数据传输速度的提升和功率器件的迅猛发展,电子器件的散热需求日益增长,对导热界面材料(TIMs)的性能要求也越来越高。以下是对球形氧化铝与片状氧化铝在导热领域应用的比较分析:

1. 片状氧化铝

- 导热性能:在相同填充量下,片状氧化铝由于其高长径比,能够在聚合物基体内形成致密的导热网络,导热性能优于球形氧化铝。

- 缺点:片状氧化铝表面能大,流动性差,混合体系粘度高,难以大量填充,导致柔韧性和导热性下降。

2. 球形氧化铝与准球氧化铝

- 导热性能:球形度高的颗粒具有更低的表面能和更好的流动性,能够与聚合物基体均匀混合,制备的复合材料均匀性好。

- 优势:球形氧化铝和准球氧化铝可实现高填充,尽管导热率略低,但柔韧性和力学性能较好,市场应用广泛。

总结:片状氧化铝在导热性能上具有优势,但成型性和柔韧性较差,应用受限;而球形氧化铝和准球氧化铝在导热界面材料中的应用更为广泛,尽管导热率略有不足,但整体性能更优。

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