塑料导热
塑料导热率
塑料导热率
塑料导热率是指塑料材料传递热量的能力，常用热导率（λ）
来表示。热导率是指单位时间内单位长度材料传递热量的能力，单位为瓦特/米·开尔文（W/m·K）。
一般来说，塑料的导热率相对较低，远远小于金属等导热性较好的材料。这是因为塑料的分子结构较为松散，分子间的传热路径相对较长，导致热量传递速度较慢。
不同种类的塑料材料具有不同的导热率。例如，聚乙烯的导热率约为0.3-0.4 W/m·K，聚丙烯的导热率约为0.1-0.25 W/m·K，聚苯乙烯的导热率约为0.08-0.1 W/m·K等。
需要注意的是，塑料材料的导热率还会受到很多因素的影响，如温度、填充剂、添加剂等。因此，具体的塑料导热率还需根据具体情况进行测试和确定。
塑料的导热性能与散热模块设计
塑料的导热性能与散热模块设计导言：
随着科技的进步和人们对电子产品需求的增加，电子设备的散热问
题越来越受关注。而塑料作为常见的电子产品外壳材料，其导热性能
成为设计者需要考虑的重要因素之一。本文将通过对塑料的导热性能
的探讨，并结合散热模块设计的要点，来寻求塑料在电子设备散热方
面的优化方法。
一、塑料的导热性能
塑料作为电子设备外壳材料的选择，其导热性能直接影响着电子设
备的散热效果。常用的工程塑料如聚酰亚胺、聚苯醚等导热性能优良，而一些常见的塑料如聚乙烯、聚丙烯导热性能相对较差。导热性能的
差异主要源于塑料分子间的热传导机制，不同的塑料分子结构会产生
不同的热导率。
二、塑料的散热模块设计
1. 散热模块的结构设计
在散热模块的设计中，结构的合理性是确保散热效果的重要因素之一。一个有效的散热模块应包括散热片、风扇和散热中介材料等组成
部分。散热片的设计应考虑到材料的导热性能，同时要注意散热片的
面积和数量的合理搭配，以提高散热效率。风扇的位置和功率也需要
根据电子设备的散热需求来确定。散热中介材料的选择和搭配也是整
个散热模块设计过程中不可忽视的部分。
2. 热传导路径的优化设计
热传导路径的优化设计可以进一步提高散热效果。在电子设备中，
电路板往往是导热的主要路径之一。因此，在设计电路板时，应尽可
能地减少热阻，提高热传导效率。这可以通过合理布局电路板元件、
选择高导热性材料等来实现。另外，合理设计散热片与其他散热部件
之间的接触面积和传热材料的选择也能起到优化热传导路径的作用。
3. 空气流动的改善设计
空气流动对散热效果起着重要作用。当塑料外壳中的空气流动受到
塑料导热系数
热导率反映了材料传递热量的速度。热导率愈高，材料内热传递愈快。
聚合物热导率在固体材料中是较低的，热塑性聚合物热导率一般在×10-3～×10-2W／(m·K)即10-4～11×10-4cal·cm／(cm2·s·℃)范围内。
某些塑料材料常温下的传热性能数据（常温）
由表可知，塑料材料是热的不良导体，其热传导率比金属材料要小3个数量级，而定压比热比金属材料大一个数量级。因此，在成型加工过程中，要在不长的时间内使物料内部温度很均匀，这是不现实的。然而，生产中也不要求物料内部温度很均匀，只要各部分的温度差比较小，能生产出合格的制品即可。
值得注意的是，从各种资料查得的热扩散系数的数据有很大的不同。表所
列的数据是在常温状态下求得的。如果需要计算加工温度范围内各种塑料材料的热扩散系数是颇为麻烦的。其原因有这三个方面。
一、热导率λ是随温度的变化而变化。一般固体的热导率随温度上升而增加；液体的热导率（除水和甘油外）随着温度的上升而下降。塑料材料在T g以下时具有固体性质（即热导率随温度上升而增加），因而，在T g处出现一极大值。橡胶以外的各种非晶相塑料材料的热导率也都符合这一规律。
二、塑料材料的密度ρ也随温度的升高而减小。在熔体状态下，高分子材料的密度也很难计算。
三、定压比热C p也随温度的变化而明显变化，而且变化规律也比较复杂。因此，热扩散系数的数据在很大程度上是很粗糙的，从所有的实验数据来看，在较大的温度范围内，各种塑料材料的热扩散系数的变化幅度通常不足两倍。
Re:导热性最好的工程塑料是什么？
传统的塑料多为绝热材料，CoolPoly公司开发的导热塑料为这一领域带来新的契机。CoolPoly公司导热塑料的商业化应用始于1998年，已制造大约上百万制件该产品在多个领域获得成功，广泛应用于各种消费电子、电力电子、汽车、摩托车、照明，医用设备及其它用具等。
pet的热传导率
pet的热传导率
pet的热传导率是指PET材料传导热量的能力。热传导率是物质的一个重要物理特性，它定义了材料在温度梯度中传递热量的能力。PET是一种广泛应用于各种领域的聚酯类塑料。在许多工业应用中，PET材料需要具有良好的热传导性能，以便更好地控制温度、防止过热等问题。PET材料的热传导性能受到许多因素的影响，包括材料的分子结构、物理状态、温度和压力等因素。了解PET材料的热传导率对于理解其性能和应用非常重要。
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超高分子聚乙烯导热系数
超高分子聚乙烯导热系数
超分子量聚乙烯是一种具有较高导热系数的聚合物。它的导热系数通常在0.4-0.5 W/(m·K)的范围内。
在单位温度和单位厚度下，热量在超高分子量聚乙烯中传递的速度大约为0.4-0.5 W/(m²)。导热系数越高，材料的导热性能越好，也就是说热量在材料中传递的速度越快。
导热系数可能会受到温度、压力、取向等因素的影响。因此，具体的导热系数还可能会有一定的变化。
1.11 塑料的热性能与传热学
塑料的导温系数很低，仅相当于硬砖、软木 板、石棉板一类材料；塑料的导热系数也很小， 也仅相当于石棉板。塑料的比热最大，加热塑 料需要较多的热量。
两比热之间关系表示为
式中： k——体积膨胀系数 β ——压缩性系数 ρ ——密度 T——温度。
例1：文献报道PE在1atm及温度在120℃以上时，它的比容与温度 有以下关系式： υ＝0.900＋0.00089T 式中：υ- PE的比容 T绝对温度 试计算PE在1atm及200℃时的密度与体积膨胀系数。
1.11 塑料的热性能与传热学
• 塑料的流动和变形往往都与能量有关，而 热能就是塑料成型加工的重要手段。
导温系数是塑料的重要热性能之一
塑料的导温系数是它的导热系数除以它的定压比热和密 度。 a= /cp· ρ 式中：a：物体的导温系数（m2/h） : 物体的导热系数 (kJ/m· C ) h· cp: 物体的定压比热 (kJ/Kg· ) C ρ : 物体的密度 (Kg/m3 )
加
热
加热方式
• • • • • • 电阻加热 感应加热 蒸汽加热 过热水加热 剪切摩擦热 远红外加热
• 远红外加热是七十年代推广应用的一项技术。它具有升温 快、耗电低、设备简易、投资费用少等优点 • 红外线是波长在0.72~1000微米范围的一种电磁波。红外 线可分为近红外、中红外和远红外线三种，一般把波长在 5.6~1000微米的红外线称为远红外线。 • 远红外线被物体吸收后使物体内产生共振现象引起分子中 原子的振动与转动，从而使物体迅速变热，达到物体加热 的效果。 • 当辐射体发出的远红外线波长范围与被加热物体能够吸收 远红外线波长范围相吻合时，加热物体就能强烈地吸收远 红外线。 • 远红外辐射元件通常是以陶瓷为基体，表面涂以碳化硅、 氧化铝或氧化钴等辐射涂层。涂有碳化硅的辐射元件如往 电热丝中通以电流则产生波长在5—15微米的远红外辐射 线 • 塑料在远红外区有很宽的吸收带。PC在波长6～18微米有 强烈的吸收，聚砜则为6～20微米。因此如采用碳化硅辐 射元件用以加热聚碳酸酯与聚砜是完全行之有效的。
导热塑料的导热填料及导热系数
导热塑料的导热填料及导热系数
导热塑料是利用导热填料对高分子基体材料进行均匀填充，以提高其导热性能。导热性能的
好坏主要用导热系数(单位：W/m.k)来衡量。
导热塑料分为两大类：导热导电塑料和导热绝缘塑料。导热塑料主要成分包括基体材料和填
料。基体材料包括pps PA6/PA66、LCP TPE PC PP PPA PEEK等；填料包括AIN、SiC、AI2O3、石墨、纤维状高导热碳粉、鳞片状高导热碳粉等。
导热塑料的特性：
1散热均匀，避免灼热点，减少零件因高温造成的局部变形。
2、重量轻，比铝材轻40-50%。
3、成型加工方便，无需二次加工。
4、产品设计自由度高。
5、由于成型方式主要为模具注塑成型，胶料在加热后经过加压流入模具中，然后经过冷却
成型。加工工艺的特性使得材料成型后的导热系数呈现出各向异性的特点，即注塑时胶料流
动的方向(in-plane) 和垂直胶料流动的方向(through-plane)。一般胶料流动方向上的导热系数是垂直胶料流动方向上的导热系数的3~6倍，这种差异是由于胶料在注塑成型时，在流
动方向易形成连续的分子链所造成的。
导热塑料的应用领域：
主要包括LED照明、汽车、加热/冷却/制冷。
常见导热填料的导热系数列表:
聚赛龙导热塑料种类及产品应用:
塑料制品的电气导热性能和材料
研发目标：开 发出具有良好 电气导热性能 的新型塑料材
料
研发方法：采 用新型材料、 新技术、新工
艺进行研发
发展趋势：朝 着环保、节能、 高效、耐用等
方向发展
塑料制品的电气 导热性能和材料 的关系
材料对电气导热性能的影响
不同材料的导热系数不同，影响塑 料制品的电气导热性能
材料的耐热性、耐腐蚀性等性能也 会影响电气导热性能
能
压力：压力对塑料制 品的电气导热性能有
一定影响
制造工艺：不同的制 造工艺会影响塑料制
品的电气导热性能
填充材料：填充材料 会影响塑料制品的电
气导热性能
塑料制品电气导热性能的应用
汽车行业：塑料部件的导热性 能有助于提高汽车的安全性和 舒适性
建筑行业：塑料建材的导热性 能有助于提高建筑的节能效果
电子设备：塑料外壳具有良 好的导热性能，有助于散热
添加标题
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材料的热膨胀系数也会影响电气导 热性能
材料的加工工艺和成型条件也会影 响电气导热性能
不同材料的电气导热性能比较
塑料制品的电气导热性能与其材料有关
不同材料的电气导热性能差异较大
常见的塑料材料有聚乙烯、聚丙烯、聚 氯乙烯等
聚乙烯的电气导热性能较好，聚丙烯和 聚氯乙烯的电气导热性能较差
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塑料的热导率
塑料的热导率
塑料的热导率，也被称为导热率，是描述材料传导热量的能力的重要参数，其单位为W/mK。未经改性的普通塑料的热传导率或导热系数通常较低，一般在0.2-0∙46W∕(πi∙K)左右。然而，通过热传导改性，塑料的热传导率或导热系数可以得到显著提高。一般来说，改性后的导热塑料的热传导率或导热系数范围在2-20W/(肛K)之间，而某些特殊品级的导热塑料的导热系数甚至可以达到50W∕(m∙K)或者更高,最高值可达100W∕(m.K)o
需要注意的是，导热率这个特性主要与材料本身的成分有关,与其大小、形状和厚度没有直接关系。另外，工程塑料的热导率一般约为0.22W∕(m∙K),是铜的万分之六，不到钢铁材料的百分之一，因此工程塑料具有优良的绝热和保温性能。总的来说，不同的塑料由于成分和结构的差异，其导热率也会有所不同。
常见材料的导热系数
常见材料的导热系数
导热系数是材料导热性能的重要指标，表示单位厚度内单位面积的材料在温度差下传导热量的能力。常见材料的导热系数各不相同，下面将介绍一些常见材料的导热系数。
1.金属材料：
-铜：铜是一种优良的导热材料，具有较高的导热系数，大约为
401W/(m·K)。
-铝：铝是另一种常用的导热材料，其导热系数约为205W/(m·K)。
-钢：钢是一种常见的结构材料，其导热系数通常在30-50W/(m·K)之间，具体数值取决于钢的成分和处理方式。
2.陶瓷材料：
-瓷砖：常见的瓷砖导热系数通常在1-1.5W/(m·K)之间，取决于瓷砖的材质和结构。
-火砖：火砖是一种耐高温的陶瓷材料，具有较高的导热系数，一般在0.5-1.5W/(m·K)之间。
-瓷器：瓷器是一种高级陶瓷材料，其导热系数通常较低，约为
0.5W/(m·K)。
3.建筑材料：
-混凝土：混凝土是建筑常用的材料，其导热系数取决于混凝土的成分和密度，通常在0.5-1.5W/(m·K)之间。
-砖块：砖块的导热系数取决于其材质和结构，一般在0.5-1W/(m·K)之间。
-聚苯乙烯泡沫板（EPS）：EPS是一种常用的保温材料，其导热系数
通常在0.03-0.05W/(m·K)之间，具有较低的导热性能。
4.塑料材料：
-聚乙烯（PE）：聚乙烯是一种常见的塑料材料，其导热系数约为
0.4W/(m·K)。
-聚丙烯（PP）：聚丙烯也是常用的塑料材料，其导热系数约为
0.22W/(m·K)。
5.矿物纤维材料：
-玻璃纤维：玻璃纤维是一种常用的绝缘材料，其导热系数通常较低，约为0.04-0.05W/(m·K)。
玻璃和塑料导热系数 -回复
玻璃和塑料导热系数-回复
玻璃和塑料的导热系数是不同的。一般来说，玻璃的导热系数比大多数塑料高，约为0.9-1.2 W/(m·K)，而塑料的导热系数通常在0.1-0.4 W/(m·K) 之间。这意味着相同厚度和面积的材料，玻璃比塑料更容易传导热量。
塑料泡沫的导热系数
塑料泡沫的导热系数
硬质聚氨酯泡沫塑料的导热系数一般在0.018~0.024W/（m·K）。这是指该材料在特定条件下的导热能力，是目前已知保温材料中导热系数最低的。此外，这种材料具有较高的闭孔率和稳定的化学性能，不易老化。在正常条件下，其导热系数可以保持稳定约50年。
陶瓷塑料金属导热系数
陶瓷塑料金属导热系数
陶瓷、塑料和金属的导热系数都是各材料的重要热学性质之一。
一般来说，金属的导热系数较高，而陶瓷的导热系数较低。具体数值如下：
金属的导热系数范围大约在20-400 W/(m·K)之间。其中，铜的导热系数约为400 W/(m·K)，铝的导热系数约为237 W/(m·K)，钢的导热系数约为50 W/(m·K)，铁的导热系数约为80 W/(m·K)。
陶瓷的导热系数一般比金属低一些，通常在1-20 W/(m·K)之间。其中，瓷砖的导热系数约为1-3 W/(m·K)，高铝瓷的导热系数约为15 W/(m·K)，硼酸铝导热贴片的导热系数高达25 W/(m·K)。
塑料的导热系数一般较低，通常在0.1-0.3 W/(m·K)之间。其中，聚氨酯的导热系数约为0.15 W/(m·K)，ABS塑料的导热系数约为0.25 W/(m·K)。
需要注意的是，这些导热系数数值只是一般参考值，不同材料的具体导热系数可能会因为配方、结构等因素存在一定的差异。
塑料导热测试标准
塑料导热测试标准
对于塑料导热性能的测试，通常采用热传导仪器或其他相应设备进行。以下是一些常见的用于测试塑料导热性能的标准：
1. ISO 22007-4 -Plastics -Determination of thermal conductivity and thermal diffusivity -Part 4: Transient plane heat source (hot disk) method:
* 这个ISO标准是用于测量塑料导热性能的一部分，使用了瞬态平面热源（热盘）方法。
2. ASTM E1952 -Standard Test Method for Thermal Conductivity and Thermal Diffusivity by Modulated Temperature Differential Scanning Calorimetry:
* 该ASTM标准使用差示扫描量热法（DSC）来测量材料的导热率和热扩散率，适用于塑料等材料。
3. ASTM D5470 -Standard Test Method for Thermal Transmission Properties of Thermally Conductive Electrical Insulation Materials: * 这个ASTM标准适用于测量电气绝缘材料的导热性能，其中一些可能是塑料材料。
4. ISO 22007-1 -Plastics -Determination of thermal conductivity and thermal diffusivity - Part 1: Steady-state methods:
填充型导热塑料 原理
填充型导热塑料原理
填充型导热塑料是一种利用导热填料来增强塑料导热性能的复
合材料。其原理主要包括两个方面，导热填料的选择和填充型导热
塑料的制备。
首先，导热填料的选择是填充型导热塑料原理的关键。通常选
择的导热填料包括金属粉末（如铝粉、铜粉）、金属纤维、石墨、
陶瓷颗粒等。这些填料具有优良的导热性能，能够有效地提高塑料
材料的导热性能。填充型导热塑料的原理在于通过这些导热填料在
塑料基体中的分布，形成导热网络，从而提高整体材料的导热性能。
其次，填充型导热塑料的制备原理主要是将导热填料均匀地分
散在塑料基体中，形成导热网络。通常的制备方法包括熔融混合法
和溶液混合法。熔融混合法是将塑料和导热填料一起在一定温度下
混合搅拌，使填料均匀分散在塑料中，然后通过挤出、注射成型等
工艺形成填充型导热塑料制品。溶液混合法是将填料与溶解于溶剂
中的塑料预混合，然后将混合物溶剂蒸发或者沉淀出塑料形成填充
型导热塑料。
填充型导热塑料的原理在于通过填料的导热性能来提高塑料材
料的导热性能，从而满足导热要求。这种材料在电子电器、汽车、航空航天等领域有着广泛的应用，能够有效地解决塑料导热性能不足的问题。通过合理选择导热填料和制备工艺，填充型导热塑料能够实现良好的导热性能，提高材料的综合性能。
导热塑料调研报告
导热塑料调研报告
导热塑料调研报告（一）
随着科技的发展，导热塑料作为一种具有良好导热性能和塑料特
性的新材料，在各个领域得到了广泛应用。本次调研将对导热塑料的
基本概念和特点、应用领域以及市场情况进行全面分析和研究。
一、导热塑料的基本概念和特点
导热塑料，顾名思义，是指具有导热功能的塑料材料。与普通塑
料相比，导热塑料具有良好的导热性能，能够高效地传递热量。导热
塑料通常是将导热剂（如铝粉、金属纤维等）添加到塑料基体中制成，以增强材料的导热性能。
导热塑料的特点主要包括以下几个方面：
1. 良好的导热性能：导热塑料的导热系数通常在0.3-0.8
W/m·K之间，较普通塑料要高很多。这使得导热塑料在热传导方面具
有出色的表现，能够有效地将热量传输到需要散热的部位。
2. 轻质化：导热塑料通常具有较低的密度，相对于传统金属材
料来说，更加轻便。这使得导热塑料在一些对重量要求较高的领域有
着独特的优势，比如电子产品、汽车工业等。
3. 加工性好：导热塑料具有良好的可塑性和可加工性，可以通
过注塑、挤出等加工工艺进行成型。这样可以满足各种不同形状和尺
寸的需求，为产品的设计和制造提供便利。
二、导热塑料的应用领域
导热塑料由于独特的导热性能和可加工性，被广泛应用于各个领域。以下是导热塑料的主要应用领域：
1. 电子产品：由于导热塑料具有良好的散热性能和轻质化特点，因此在电子产品中得到了广泛应用，如手机、电脑等。导热塑料可以
作为散热片、散热垫等材料，有效地提高电子产品的散热效果，避免
因过热而引发的故障和损坏。
2. 汽车工业：汽车发动机、变速器等部件的高温环境下，需要
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世界上导热最好的材料是石墨，大概1200W/m-K左右，不改性的塑料一般最高也就0.3W/m-K左右。
导热绝缘高分子材料(P9)
1.2导热绝缘聚合物的研究
解释绝缘高分子材料导热物理特性的声子理论认为，热能是通过材料中的声子的无规则扩散进行传递的。当声子的运动速度恒定时，其平均自由路径的大小取决于具有晶体点阵结构的材料中声子的几何散射，以及与其它声子的碰撞散射，这就是说，有序晶格结构的材料(如晶体)具有较高的导热率;在较高温度下，由于声子相互碰撞速度加快，所以热传递速度减慢‘6’。
按材料制备工艺将导热绝缘高分子大致分为本体型导热绝缘高分子和填充型导热绝缘高分子。本体导热绝缘高分子是在材料合成及成型加工过程中通过改变材料分子和链节结构获得特殊物理结构，从而获得导热性能;填充型是在普通高分子中加入导热绝缘填料，通过一定方式复合而获得导热性能‘7’。纯聚合物导热率很低，本体高分子材料制备工艺繁琐，难度大，成本高。目前制备导热绝缘聚合物主要采用导热绝缘填料如AIN、SIC、BeO等填充聚合物，通过物理共混赋予聚合物以导热性能，此法制得的材料价格低廉，加工容易，成本低，经适当工艺处理可用于某些特殊领域，并可进行工业化生产，是目前国内广泛采用的一种制备方法。
1.2.1本体导热绝缘聚合物的研究
绝缘聚合物材料热导率主要取决于树脂的结晶性和取向方向，即声子散射程度。分子和晶格非谐性振动、树脂界面及缺陷等现象都将引起声子散射，如果树脂链结构是有序的，热量将沿分子链方向迅速传输，沿分子链方向的热导率数值远高于垂直方向。然而，各向异性树脂沿分子链垂直方向热导率近似或低于相应的各同性树脂【8’。绝缘聚合物材料热导率取决于含极性基团的多少和极性基团偶极化的程度，这种极化所需要的时间为10、
左右。一般极性高的聚合物都有这种变化，如聚酞亚胺所含极性基团多，且较易极化，所
1.绪论
以热导率(在有机薄膜里)最高0.37W/m•K，而聚四氟乙烯则相反，它无极性，导热性就差，为0.25W/m.K。另外，导热性还取决于分子内部紧密程度。绝缘高分子材料由于没有电子流动，导热性要比金属材料相差500一1000倍，到目前为止，还没有一种纯高分子材料同时具有好的导热性和绝缘性‘”’。可通过化学合成制备具有高导热率的结构高分子，如具有良好导热性能的聚乙炔、聚苯胺、聚毗咯等，主要依靠分子内的大共辘键通过电子导热机制实现导热，这类材料同时具备导电性。绝缘导热高分子的导热机理为分子内的晶格的声子振动，外界的定向拉伸或模压，可以提高其热导率，故制备具有完整结晶性高聚物，可通过声子振动获得绝缘导热高分子，如平行高倍拉伸HDPE‘’。’。Grishchenko‘”’研究了聚氨酷塑料拉伸过程中的热导率及结构变化情况;关于光引发的具有取向液晶双丙烯酸基结构的交联各向异性聚合物也有报道‘’2’。蔡忠龙‘’3’研究了超拉伸聚乙烯的弹性模量和导热性能，当拉伸比为200时，聚乙烯轴向模量达钢的88%，热导率增加2倍以上，甚至成为热的良导体，这是由于在拉伸时形成了相当数量的拉伸分子链构成的针状晶体一晶桥，并提出了晶桥作为短纤维分散相的取向聚合物的结构模型。对于简单分子链结构的聚乙烯，经一定拉伸后热导率可达37W/m•K，对于完善晶型的材料，经拉伸后热导率甚至超过70W/m•K。
b.导热绝缘塑料的研究
X.LU等人[20]研究了A1或碳纤维(CF)/聚氨酷 (PuR)导热性能及力学性能。结果发现，当填料的体积分数为20%时，A1203填料可使PUR的导热性能提高4倍，而CF填料可提高近50倍。并且在CF体积含量为25%时体系的导热系数为nw/m.K，并且它的导电性也在10一85/cm以下，适用于一定的环境，可用于电子产品的封装。日本东丽公司成功开发了导热率高达25W/m·K的热塑性树脂。该技术利用独特的分子设计，提高了热塑性塑料和填料之间分子的相互作用力，填料相互之间的高效率接触形成了热量通道，大幅度提到了导热率。该材料有望成为激光头及设备内部元件壳等金属部件的替代品。Hatsuo等人【川得到了高导热的AIN/酚醛树脂复合材料，当AIN达到最大填充量78.5%(体积分数)时，其体系的导热系数为32.5w/m.K。比由Bujard等人【221得到的AIN/环氧树脂复合材料最高导热性能(4.235W/m·k)高出7倍之多。