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隨著電子產(chǎn)品越來越走向精細化，占地面積越來越小的電子組件設計日益復雜，散熱也變得越來越重要。新開發(fā)的導熱型填料，如硅酸鋁，有助于用于電子產(chǎn)品的塑料滿足要求。
用各種金屬和金屬制冷部件進行散熱是人們所熟悉的方式。電子行業(yè)常用鋁散熱片和金屬外殼進行被動和主動冷卻。在這兩種情況下，不可避免地會產(chǎn)生制造成本高企不下。所需的幾何形狀越復雜，制造冷卻部件的難度越大。直接大規(guī)模生產(chǎn)復雜的零部件，如采用熱塑性塑料和熱固性塑料加工用的注塑成型方式，又不適用于金屬。另外，所有金屬都有非常好的導電性，如果某些應用不歡迎這種導電性，就必須采取絕緣措施。而這又可能對導熱性產(chǎn)生不利影響。
物質(zhì)的導熱性能通常用通過材料內(nèi)部的熱流量來描述。材料的導熱系數(shù)λ對導熱性的影響非常大。從表1 可以看出，金屬、具有極高導熱性能的材料以及現(xiàn)有熱塑性及熱固性塑料之間的導熱性能的差異非常大(導熱性差異)。
觀察熱傳導過程中對流和輻射的存在機理，如，在空氣中進行自由對流熱傳導，根據(jù)溫度的不同，導熱率處于1.3~5 W/mK 這個范圍。
輻射反映著物體表面以及相關部件設計的導熱能力，對散熱也起著至關重要的影響。為了使塑料能夠彌補與所需達到的導熱性的差異，必須大幅提高其內(nèi)在的導熱性能。選擇的途徑既可以是本身即(在某種程度上)具有導電性的塑料，或在塑料中添加助劑或填料。 自身導電的塑料是那種在產(chǎn)量和成本方面具有金屬無法取代的優(yōu)勢的特殊產(chǎn)品。
首先預設添加的助劑或填料可使材料自身帶有很高的導熱性能，這樣，就可以極大豐富塑料的性能。除了需要具有內(nèi)在導熱性外，如果可能，要求聚合物基質(zhì)分散理想，且其填料粒子在滲濾過程中呈理想的趨同狀態(tài)。這種要求可通過提高填料含量來達到，但是這會產(chǎn)生諸多劣勢。如：
● 可加工性，即流動性能下降。
● 根據(jù)所用助劑/填料硬度的不同，可增加機械部件的耐擦損性能。
● 填料含量高，會造成機械性能的嚴重下降，并且，由于填料材料的特定性質(zhì)，如各向異性，會由于粒子在注塑成型過程中的取向而產(chǎn)生不成正比的顯著影響。
助劑/填料價格和供應問題也不可低估，因為它們對成本的影響也很明顯。
助劑/填料可進一步分為兩類：
● 可使部件具有導電性的助劑/填料
● 能夠保持塑料絕緣性能的助劑/填料
本文不再對導電性助劑/填料展開進一步討論，因為市場對它們已有足夠的了解。
導熱性能的衡量
位于德國弗雷興的Quarzwerke 公司分公司HPF The Mineral Engineers開發(fā)出了一組Silatherm新型導熱性硅酸鋁填料(見表2)。高填料含量的Silatherm為市場上的各種應用提供了完美的材料加工性能、耐磨性、機械性能以及性價比的結(jié)合。Silatherm有不同粒徑和表面改性(硅烷化)形式可供。在需要填料含量高的場合，得到優(yōu)化的聚合物/填料界面尤為重要。
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