关于填充型导热硅橡胶研究进展

关于填充型导热硅橡胶研究进展

摘要：填充型导热硅橡胶是一种具有优异导热性能的复合材料，近年来备受关注。本文综述了填充型导热硅橡胶的研究进展，包括其制备方法、导热机理、力学性能和应用领域等方面。同时，文章也对未来填充型导热硅橡胶的发展方向进行了展望。

关键词：导热硅胶；导热硅胶垫；PC绝缘片材料

一、引言

随着电子产品的迅速普及，高功率密度电子元件的散热问题日益凸显。传统的散热材料难以满足现代电子设备对散热性能的需求，因此需要开发新型的散热材料。填充型导热硅橡胶由于其导热性能优异、柔软可塑等特点，成为了备受关注的散热材料之一。本文旨在综述填充型导热硅橡胶的研究进展，为该领域的进一步发展提供参考。

二、填充型导热硅橡胶分类

填充型导热硅橡胶可根据填充物的不同分为以下几类：

（一）金属填充型

将金属粉末作为填充物，如铝、铜、银等。金属填充型导热硅橡胶具有良好的导热性和导电性，广泛应用于电子元器件散热领域[1]。

（二）无机填充型

将氧化铝、氮化硅等无机物作为填充物，能够显著提高导热硅橡胶的导热性和机械强度。

（三）碳纤维填充型

将碳纤维作为填充物，能够提高导热硅橡胶的导热性和耐磨性，常用于电子

设备和车载设备的散热领域。

（四）石墨填充型

将石墨作为填充物，可以提高导热硅橡胶的导热性和电导率，适用于一些对

电导率要求较高的应用场合。

（五）纳米填充型

将纳米级颗粒作为填充物，如氧化锌、二氧化硅等。纳米填充型导热硅橡胶

具有较高的导热系数和机械强度，被广泛应用于电子设备、汽车、LED灯等领域。

三、常见填充型导热硅橡胶

（一）导热硅胶垫

导热硅胶垫是一种具有导热性能的垫子，通常用于导热或散热方面。其主要

材料为硅胶，具有优异的耐高温性能，可以承受高达200℃的温度。导热硅胶垫

可以使用在电子设备、LED灯、CPU等需要散热的场合中，帮助导热，提高设备

的稳定性和寿命。导热硅胶垫的特点包括：导热性能好；耐高温性能好；柔软性好，易于安装；耐腐蚀、耐磨损；可以根据需要定制尺寸和形状。总之，导热硅

胶垫是一种重要的散热材料，可以有效地保护电子设备免受过热的损害，并提高

设备的性能和寿命[2]。

（二）PC绝缘片材料

PC绝缘片是由填充型导热硅橡胶制成的一种绝缘片。PC材料具有优异的耐

热性、抗冲击性、透明度和机械强度等特点，因此被广泛应用于电子、电气和光

学领域的绝缘件和结构件中。PC绝缘片具有良好的耐高温性能，可在高达140℃

的温度下长期运行，并且可以承受较高的电压和电流。相比于其他绝缘材料，如

聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等，PC绝缘片更具有优越的物理性能和加工性能，同时

还具有防火、防紫外线等特性。PC绝缘片的应用范围非常广泛，包括电子元器件、电力设备、LED灯具、汽车配件、医疗器械、建筑装饰等领域。

四、填充型导热硅橡胶制备

填充型导热硅橡胶的制备方法一般分为以下几个步骤：

配方调配：根据需要导热硅橡胶的使用要求和物理化学性质，确定所需原材

料种类和比例，如硅橡胶基础材料、填充剂、交联剂等。

原材料预处理：对于硅橡胶基础材料，需要进行挤出、压延等成型工艺。填

充剂和交联剂则需要进行预处理，如筛选、干燥等。

混合：将硅橡胶基础材料、填充剂、交联剂等按照事先确定的配方比例混合

均匀。通常采用开炼机或内混机等设备进行混合。

硫化：将混合好的材料进行硫化处理。常见的硫化方法有热空气硫化、高温

硫化等。硫化时间和温度需要根据具体情况来确定。

制品加工：经过硫化处理后的材料可以进行成型，如压延成型、模压成型等。最终得到的制品即为填充型导热硅橡胶制品。

以上是一般填充型导热硅橡胶的制备方法，具体操作步骤和参数需要根据具

体情况进行调整。

五、填充型导热硅橡胶提高导热性的途径

填充型导热硅橡胶是一种具有较高导热性能的材料，可以用于电子、电器、

机械等领域的散热和导热。为了进一步提高其导热性能，以下是几种途径：

添加导热填料：可以添加铝氧化物、碳纤维、金属粉末等导热填料，这些填

料对硅橡胶的导热性能都有很好的增强作用。

优化硅橡胶的配方：通过改变硅橡胶的成分比例，可以改善硅橡胶的导热性能。例如，在硅橡胶中添加部分导热油可以提高其导热系数。

提高填充密度：填充型导热硅橡胶的导热性能与填充密度有关，填充密度越高，导热性能越好。因此，可以采取一些措施，如压缩填充、振实填充等方法来

提高填充密度。

优化工艺条件：在制备填充型导热硅橡胶时，优化工艺条件也可以提高其导热性能。例如，在制备过程中控制温度、时间等工艺参数，可以使填充型导热硅橡胶的导热性能得到提升。

总之，通过添加导热填料、优化硅橡胶的配方、提高填充密度以及优化工艺条件等途径，可以有效提高填充型导热硅橡胶的导热性能。

六、填充型导热硅橡胶的应用及发展

（一）填充型导热硅橡胶的应用

填充型导热硅橡胶是一种高性能的材料，具有优异的导热性和机械性能，常用于以下应用：

热管理：填充型导热硅橡胶广泛应用于电子产品的热管理领域，如CPU、GPU 散热器、LED灯珠等[3]。它可以有效将产生的热量传递到散热器中，并提高散热效率。

电子封装：填充型导热硅橡胶可以作为电子元件的密封材料，保护电子元件不受潮气、灰尘等外界环境的影响，同时具有导热的特性，使得加热元件能够快速散热。

汽车电子：填充型导热硅橡胶可作为汽车电子中的散热器、密封材料和连接器等部件。随着汽车电子应用的不断发展，导热硅橡胶的需求也在不断增加。

医疗设备：填充型导热硅橡胶也被应用于医疗设备中，如超声波探头、心电图探头等。它可以提高设备的工作效率和精度，并延长设备寿命。

总之，填充型导热硅橡胶在电子、汽车、医疗等领域都有广泛的应用前景，随着科技的不断发展，其应用范围也将不断扩大。

（二）填充型导热硅橡胶的发展方向

填充型导热硅橡胶未来的发展方向可能包括以下几个方面：