隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，許多領(lǐng)域?qū)?dǎo)熱材料提出了新的要求。能夠為電子元器件提供安全可靠的散熱途徑，又能起到絕緣和減振作用，導(dǎo)熱灌封膠正好滿足了這一要求。但是普通硅橡膠的導(dǎo)熱性能較差，導(dǎo)熱系數(shù)通常只有0.2W/m·K 左右。而導(dǎo)熱灌封膠又必須具備導(dǎo)熱的性能，所以一般為了提高其導(dǎo)熱性能一般會采用加入導(dǎo)熱填料的方法。導(dǎo)熱填料的種類有金屬粉末、金屬氧化物、金屬氮化物及非金屬材料。常用的導(dǎo)熱填料有金屬粉末(如Al、Ag、Cu 等)、金屬氧化物(如Al2O3、MgO、BeO 等)、金屬氮化物(如SiN、AlN、BN 等)及非金屬材料(如SiC、石墨、炭黑等)。

（1）導(dǎo)熱填料對灌封膠導(dǎo)熱性能影響

一般導(dǎo)熱材料使用最多的導(dǎo)熱填料是Al2O3；而高導(dǎo)熱性能的多采用金屬氮化物，如：SiN、AlN較為常用。導(dǎo)熱材料的熱導(dǎo)率不僅與導(dǎo)熱填料本身有關(guān)，而且與導(dǎo)熱填料的粒徑分布、形態(tài)、界面接觸、分子內(nèi)部的結(jié)合程度等密切相關(guān)。一般而言，纖維狀或箔片狀的導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱效果更好。

  對導(dǎo)熱填料進(jìn)行表面處理也可以提高填料的導(dǎo)熱性能，利用其與基膠的相容性，增加填充量，就可以實現(xiàn)灌封膠導(dǎo)熱性能大幅度提高。如：采用經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑KH-550、A-151、六甲基二硅氮烷、二甲基二甲氧基硅烷表面處理的剛玉粉填充RTV 導(dǎo)熱硅橡膠，材料的熱導(dǎo)率就可從1.16w/(m.K)提高2.10w/(m·K)，導(dǎo)熱性能提高近一倍。

（2）將導(dǎo)熱填料進(jìn)行超細(xì)化和纖維化處理

如果無機填料的尺寸縮小到納米級，物質(zhì)本身的導(dǎo)熱性會隨這粒子內(nèi)部原子間距和結(jié)構(gòu)的變化而發(fā)生質(zhì)的變化。例如：氮化鋁(AlN) 的常規(guī)熱導(dǎo)率約為36 W/(m·K)，但是如果把氮化鋁(AlN)的粒子體積縮減到納米級的話，其導(dǎo)熱性能可提高到320W/(m·K)。

經(jīng)大量實驗證明，當(dāng)粒徑為5～20μm 的氮化硅(SiN)的用量為150～250 份(基體為100 份)時，RTV 硅橡膠的熱導(dǎo)率為0.9W/(m·K)，且物理性能及加工性能良好。相同種類及用量的球形、片狀、纖維填料對硅橡膠導(dǎo)熱率的影響不同，其中晶須對提高硅橡膠的熱導(dǎo)率最有效；球形最差。

美國化學(xué)專家J.Ma 等人發(fā)現(xiàn)將各種尺寸的碳纖維加到傳統(tǒng)的A12O3中熱導(dǎo)率提高大約6倍。根據(jù)Y．Agari 等人提出的模型，當(dāng)填料聚集成的傳導(dǎo)塊與聚合物傳導(dǎo)塊在熱流方向平行時，熱導(dǎo)率最高。因此，制造高取向的填料可大大提高硅橡膠的熱導(dǎo)率。美國AMOCO 公司生產(chǎn)的碳纖維K1100，其軸向熱導(dǎo)率高達(dá)1100W/(m·K)，加上其負(fù)的熱膨脹系數(shù)、高模量、低密度，使其特別適合于制成高導(dǎo)熱及尺寸穩(wěn)定或熱膨脹系數(shù)匹配的復(fù)合材料。

（3）將不同粒徑分布的導(dǎo)熱填料并用

當(dāng)一種粒徑均一的粒子以某種形式堆積，再在其中的空隙中加入另一種粒徑的顆粒時，可使填料顆粒之間緊密堆砌，形成導(dǎo)熱通路。通過特殊的工藝使導(dǎo)熱填料間形成隔離分布態(tài)時，即使用量很小也會賦予復(fù)合材料較高的導(dǎo)熱性。謝擇民等人采用不同粒徑的αA12O3和SiC 填充硅橡膠，當(dāng)填料的總用量為55 份時，硅橡膠具有較低的粘度，且硅橡膠硫化后膠料的熱導(dǎo)率可達(dá)1.48W/(m·K)。所以我們可以發(fā)現(xiàn)填料的熱導(dǎo)率與其顆粒的尺寸比密切相關(guān)。

4）改善加工工藝

決定導(dǎo)熱灌封膠導(dǎo)熱性能的另一個主要因素是其生產(chǎn)加工所采用的工藝。液體灌封膠在生產(chǎn)過程中的溫度控制、壓力、填料及各種助劑的加料順序也會對其導(dǎo)熱性能是起決定性作用的。例如：抽真空壓力達(dá)不到要求會導(dǎo)致原料內(nèi)部過多氣泡產(chǎn)生，直接影響灌封膠的使用及導(dǎo)熱性能。導(dǎo)熱填料過多不但不能是導(dǎo)熱系數(shù)提高，還直接影響灌封膠的粘連性及流淌性。

所以復(fù)合材料成型過程中的溫度、壓力、填料及各種助劑的加料順序也會對材料的導(dǎo)熱性能產(chǎn)生明顯的影響，如熱硫化硅橡膠的熱導(dǎo)率大多數(shù)高于RTV 硅橡膠。這一方面是由于RTV 硅橡要求具有較好的工藝操作性能，所以膠料的粘度不能太大，因此不能加入太多膠的導(dǎo)熱填料。

另一方面是因為RTV 硅橡膠的致密性比熱硫化硅橡膠差，也影響了其導(dǎo)熱性能。因此，通過對填料的種類、加入量及填料與其它助劑比例的優(yōu)化可獲得導(dǎo)熱性高且綜合性能優(yōu)越的硅橡膠。