粒径最大可达40μm：使用大单晶氧化铝来逼近氧化铝填料导热极限

氧化铝是当今市场上用量最大的导热填料之一，它价格较低，来源较广，物理化学稳定性好，偶联改性后填充份数高，是高导热绝缘聚合物的经济适用型填料，可广泛应用于硅胶，灌封胶，环氧树脂，塑料、橡胶导热、导热塑料、硅脂等有机基体中，堪称是导热填料的主力大军。

氧化铝粉体与导热硅胶

要说不足的话，氧化铝填料最大的问题就是本身的热导率不算很高，大约30~35W/(m·K)，比石英高一点，基本能满足部分导热界面材料、导热工程塑料以及铝基覆铜板等领域填充剂的应用需求。但到了实际应用时，受填料晶体形状以及填充度的影响，复合材料的导热率跟填料本身相比必然会大打折扣。因此为了尽可能发挥出填料本身的优势，应从从以下几方面下手，使复合材料的热导率更加接近填料本身的导热性能。
一、使用大单晶氧化铝填料

大单晶氧化铝是由氢氧化铝或者工业氧化铝添加特殊矿化剂，经高温煅烧而成的白色粉末结晶体。它与同规格多晶粉体相比，由于热能可直接通过单晶，所以更容易形成导热通道，在导热性能上有明显优势。

类球状大晶体α-氧化铝

然而，单晶化生长的过程极难驾驭，各向晶粒的异常增殖屡见不鲜，这导致晶体的制备难度随着尺寸的增大而急剧上升。以往，国内所需的大单晶氧化铝粉体大多依赖进口，且价格居高不下。但据业内人士透露，目前国内已有部分厂商在此领域取得了显著进展，成功将大单晶氧化铝的粒径突破了20微米的壁垒，达到了30至40微米的水平。这些厂商所生产的大单晶氧化铝粉体，颗粒形态多样，可呈现为类球形、片状或柱状，形貌规整、转化效率高、晶体尺寸大。正因如此，其流动性极佳，填充份数也显著提高。目前，这些高质量的大单晶氧化铝粉体不仅能够满足国内市场的需求，还成功出口至其他国家。
二、不同粒度、形状、种类的填料混搭

俗话说，合作才能共赢，在导热填料应用上也是如此。目前在实际生产中，为了使复合材料获得更高的热导率，厂商会经常混搭两种或两种以上的导热填料使用，主要可分为不同粒径的混合、不同形状的混合以及不同材料的混合。

1.不同粒径的组合

虽然大单晶氧化铝的性能很不错，但只填充大颗粒的话它们在基体内会有许多间隙。此时就需要靠一些更加细小的填料进入这些大颗粒无法占据的空间，让大颗粒和小颗粒形成更紧密的堆积，增加填料之间的接触，从而提高材料的导热性能。

研究结果明确表明，在混合填充多种粒径的导热填充料时，其对提升材料的导热性能以及降低其黏度具有显著的影响。当这些填充料的粒径分布恰到好处时，我们可以同时实现导热率的最大化与黏度的最小化。以球形或类球形氧化铝为例，将微米级与纳米级的氧化铝巧妙混搭，往往能够展现出更为卓越的导热特性。

2.不同形状的组合

通过制备工艺的调整，氧化铝导热填料可以呈现出多种形态，包括球形、类球形、片状、条状、柱状等。目前它们之中最火的就是球形氧化铝，流动性好，在聚合物中填充性好，其搭接主要靠提高填料比例，使其互相接触实现。

但就如上面提过的一样，只填充单一的球形氧化铝的话，有效搭接面积并不大。因此在实际应用中往往会把球粒状填料和具片状/晶须填料配合使用，由于混杂效应，填料间相互接触几率增大，更易形成导热通路，比单一微观形态的粒子更能提高体系的导热性能。