热界面材料不仅广泛用于电子设备的散热，在5G通讯、新能源汽车等方面的需求也日益增多，此外在军事装备和航空航天领域也具有广阔的应用前景。

为一类导热材料，导热性能自然是热界面材料最重要的技术指标。常用的热界面材料主要为填充型，主要是通过在聚合物基体中填充高导热的填料制备而成。

通常情况下，聚合物基体的固有热导率都比较低（约为0.2W/(m·K)），因此，热界面材料的导热性能往往由填料说了算。

种类不同，导热能力不同

常用的导热填料主要可以分为：金属类导热填料，碳材料类导热填料，无机导热填料。

金属都具有良好的导热性，导热系数较高，是一类常用的导热填料。常用的金属类导热填料主要包括金粉、银粉、铜粉、铝粉、锌粉、镍粉以及低熔点合金。碳材料通常具有极高的导热系数，比金属填料的导热性还要好。添加的碳填料的固有导热性是决定碳基聚合物复合材料的导热性最重要的参数之一。常用的碳材料有石墨、碳纳米管、石墨烯、膨胀石墨、碳纤维和炭黑等。其中碳纳米管的导热系数为3100-3500W/(m·K)，石墨烯的导热系数为2000-5200W/(m·K)，是热管理应用的有希望的候选者。陶瓷填料不仅具有良好的导热性，而且具备比较低的导电性，是目前应用最为广泛的填料。常用的陶瓷填料主要有氧化物类和氮化物类两种。氧化物类包括Al2O3、ZnO、MgO等；氮化物类包括：AlN、BN等。

导热填料有球形、不规则形状、纤维状和片状等各种形状。与零维材料相比，具有超高长径比的一维材料(例如，碳纳米管、碳纤维等)和二维材料(例如，石墨烯、六方氮化硼和片状氧化铝等)可以在填料与填料之间形成较大的接触面积，为声子的传递提供了更广阔的通路，降低了界面接触热阻，有利于体系中导热网络的构建。然而，由于球形填料在高填充时，不会导致黏度的急剧增加，在工业中应用最为广泛。

热填料的尺寸也会对导热复合材料的导热性能有显著影响。当填料为单一尺寸时，填充量相同时，大粒径填料填充的复合材料的导热率往往比小粒径填充的复合材料的导热率高，这是因为大颗粒之间的界面接触较少，界面热阻较低。然而，粒径也不能过大，否则，填料之间不能形成密堆积，不利于导热通路的形成。

目前，行业上多采用不同粒径的填料搭配使用，以获得较高的导热率。选用不同尺寸的颗粒作为混合填料填充到基体材料中，大颗粒构成主要的导热通路，将小颗粒填充到大颗粒间的空隙中以形成更为丰富的导热网络，从而实现复合材料导热性能的提高。

当填充量不足时，填料分散在基体中，为孤立存在的状态，不能形成连续地导热通路，此时复合材料的导热性能的提高主要依赖于导热填料的增加。当高于逾渗阈值浓度，导热填料在基体中形成具有高导热率的连续渗透结构，复合材料的导热系数随着填料含量的增加而呈指数性地增加。当导热填料填充量高于60-70vol.%，导热填料在基体中形成连续丰富的热传导路径。

纯度不同，导热能力也不同，填料中的杂质不但会对导热界面材料电气性能产生影响，而且对工艺性能也有一定影响。

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来源：高导热材料