纳米银颗粒包覆氧化铝的制备及其硅胶复合材料热导率
第46卷第10期
当 代 化 工 Vol.46，No.10 2017年10月
Contemporary Chemical Industry October，2017
基金项目：国家重点基础研究发展计划，项目号：2014CB932400；国家自然科学基础，项目号：51232005；深圳市技术创新委员会， 项目号：ZDSYS20140509172959968，KQCX20140521161756227，JCYJ20150331151358133。 收稿日期： 2017-03-08 作者简介： 张元元（1989-），女，硕士，研究方向：电子封装材料。E-mail：yy-zh14@https://www.wendangku.net/doc/7c3463310.html,。
纳米银颗粒包覆氧化铝的制备 及其硅胶复合材料热导率
张元元，许金造，张晓宇，孙璞杰，李邦硕，杜鸿达
（清华大学深圳研究生院 新材料研究所， 广东 深圳 518055）
摘 要： 用化学方法在微米级球形氧化铝上包覆纳米银颗粒，包覆层可在空气中稳定存在。银包覆层明显提高了氧化铝/硅胶复合材料的热导率。复合材料断面形貌图显示纳米银包覆层改善了氧化铝与硅胶之间的界面结合，并且银颗粒起到桥梁作用连接起相邻的氧化铝。 关 键 词：纳米银颗粒包覆氧化铝；硅胶复合材料；热导率
中图分类号：TQ 133.1 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2017）10-1957-03
Preparation of Nano-silver Coated Al 2O 3 Particles and the Thermal Conductivity of Nano-silver Coated Al 2O 3/Silicone Rubber Composites
ZHANG Yuan-yuan , XV Jin-zao , ZHANG Xiao-yu , SUN Pu-jie , LI Bang-shuo , DU Hong-da
（New Materials Institute, Graduate School at Shenzhen, Tsinghua University, Guangdong Shenzhen 508055, China ）
Abstract : Nano-silver coated Al 2O 3 particles were prepared by chemical method, and the silver nanoparticles kept stable in air. This coating layer enhanced the thermal conductivity of Al 2O 3/silicone rubber (SR) composites. The microscopic topography of the composites showed that the coating layer improved the interface bonding between Al 2O 3 and silicone rubber, and the silver particles bridged the adjacent Al 2O 3 particles. Key words : Silver coated Al 2O 3; SR composites; Thermal conductivity
伴随着电子产业高性能、微型化、集成化的三大发展趋势，集成电路的散热问题愈加突出[1-3]。解决散热问题常用的方法是在电子器件上加装散热器件。电子器件表面凹凸不平，与散热器件之间存在空隙，极大地降低散热效率。为此需要在接触面处
加装柔性热界面材料[4-6]。
氧化铝填充硅胶复合材料是一种常用的热界面材料[7-9]。氧化铝的形状、粒度、含量对复合材料热导率及力学性能也被多次研究。比如有研究表明，复合材料的热导率随氧化铝的含量增加而增加，且氧化铝的粒度越大，对复合材料热导率的提高作用越明显，氧化铝的含量越高，对
复合材料热导率的提高越快[7-9]；
且不同粒度的氧化铝之间存在明显的协同效应[9]；氧化铝与其他导热填料比如氮化硼[10]、石墨烯[11,12]之间也存在显著的协同效应。硅胶的热导率通常在0.1~0.2 W ?m -1?K -1之间，氧化铝的热导率在30 W ?m -1?K -1左右，通常需要很大的添加量，才对复合材料的热导率有明显的提高效果。而金属银则是热导率最高的金属，结晶度高的纯银的热导率在429 W ?m -1?K -1左右，银填
充高分子复合材料的热导率可以达到15 W ?m -1?K -1以上[13]。有研究者提出在氮化硼纳米片上沉积银颗粒，以此为填料制备环氧复合材料，热导率有大幅提升，其中银颗粒在氮化硼片之间起到连接作用，降低了氮化硼之间的接触热阻[14,15]。而银与氧化铝的复合物及其用作导热填料的相关课题，目前还没有被研究过。
本文提出，用化学方法，在球形氧化铝表面包覆上一层纳米银颗粒，以此为填料、以硅胶为基体，制备了复合材料。研究发现，极少量（质量分数小于5%）的金属银包覆层对复合材料的热导率有明显的提高。
1 实验部分
1.1 原料
本实验中硅胶采用日本信越化学工业株式会社生产的液体硅胶，即甲基乙烯基硅氧烷，粘度为10 000 mPa ?s 。硅胶固化过程中所需要的铂金催化剂和含氢硅油来自北京化学试剂公司。氧化铝采用日
万方数据