表面处理剂对Al2O3填充硅橡胶导热性能的影响

有机硅胶粘剂的研究进展肖凯斐(西安工业大学北方信息工程学院，机电信息系，陕西省西安市710032)摘要 :综述了有机硅胶粘剂的组成、种类、性能及其应用,并对硅橡胶胶粘剂在粘接性、导热性、固化性能的研究进展进行了叙述。

关键词 :硅橡胶硅树脂有机硅压敏胶胶粘剂Study on high temperature-resistant anaerobicadhesiveXiaokaifei( Xi'an Technological University North Institute Of InformationEngineering,Mechanical and electrical information system ,Shan'xiProvince,Xi'an 710032)Abstract: The compositions, categories, properties and applications of organosilicon adhesives were reviewed. Moreover , the bonding ability, heat conductivity and curing of silicone rubber type adhesive w ere introduced.Keywords:Silicone rubber Silicone resin Organosilicon pressure sensitive adhesive Adhesive有机硅材料是一类性能优异、功能独特、用途极广的新材料，是高分子新型材料中产业规模最大的材料之一，是一种关系着技术革新、国防现代化、国民经济发展及人民生活水平提高的新材料。

有机硅聚合物是含有硅元素的众多高分子化合物的总称，因主链以硅氧键（-Si-O-）组成，侧链可链接各种有机基团，具有无机和有机聚合物的双重性能。

橡　胶　工　业CHINA RUBBER INDUSTRY204第71卷第3期Vol.71 No.32024年3月M a r.2024结构化控制剂对硅橡胶性能的影响杨德超，李超芹*（青岛科技大学 高性能聚合物及成型技术教育部工程研究中心，山东 青岛　266042）摘要：以甲基乙烯基硅橡胶为主体材料，研究结构化控制剂羟基硅油、甲氧基硅油和二甲基二乙氧基硅油对硅橡胶性能的影响。

结果表明：添加结构化控制剂可以抑制硅橡胶的结构化现象，减小硅橡胶的交联程度、硬度、定伸应力、拉伸强度、回弹值和压缩永久变形，增大拉断伸长率；羟基硅油对硅橡胶结构化的抑制效果最佳，可以降低硅橡胶（捏合混炼胶）的储能模量，延长停放时间，其用量为6份时就能达到较好的效果。

关键词：硅橡胶；结构化控制剂；结构化现象；储能模量；停放时间中图分类号：TQ330.38＋7；TQ333.93 文章编号：1000-890X （2024）03-0204-07文献标志码：A DOI ：10.12136/j.issn.1000-890X.2024.03.0204硅橡胶是一种非自补强性橡胶，未经补强的硅橡胶力学性能很差，几乎没有实用价值，加入适量的补强填料可以大幅度提高其力学性能。

白炭黑是硅橡胶的主要补强填料，但白炭黑表面含有活性硅羟基，会与硅橡胶分子中的硅氧键或者端硅羟基作用生成氢键，产生物理和化学结合，使得白炭黑难以均匀地分散在硅橡胶中，并且其胶料在储存过程中会逐渐变硬，塑性降低[1-2]，即产生结构化现象。

为了解决硅橡胶的结构化，通常要加入结构化控制剂，其组成为带有活性基团的有机硅化合物。

结构化控制剂的抗结构化功能归因于其活性基团优先与白炭黑表面的羟基作用，从而抑制白炭黑粒子间氢键的生成，促进白炭黑在硅橡胶中的分散，降低白炭黑的团聚[3-5]。

本工作以甲氧基硅油、羟基硅油、二甲基二乙氧基硅油作为结构化控制剂，甲基乙烯基硅橡胶为主体材料，气相法白炭黑为填料，2，5-二甲基-2，5-双（叔丁基过氧基）己烷（硫化剂双25）为交联剂，通过热压硫化并采用二次硫化工艺制得热硫化硅橡胶，通过改变结构化控制剂的种类和用量，研究硅橡胶的加工行为及力学性能，利用橡胶加工分析仪（RPA ）分析硅橡胶的结构化 现象[6-8]。

导热填料氧化铝的表面处理研究导热填料在电子设备、汽车工业和航空航天等领域中起着至关重要的作用。

而氧化铝作为一种常用的导热填料材料，其表面处理则成为了研究的焦点之一。

本文将对导热填料氧化铝的表面处理进行深入探讨。

一、导热填料的重要性及氧化铝的特点导热填料在电子设备中的应用越来越广泛，它能有效地传导和散热，从而保持设备的稳定性和可靠性。

而氧化铝作为一种常用的导热填料材料，具有良好的导热性能、优异的化学稳定性和机械韧性，因此备受关注。

二、导热填料氧化铝的表面处理方法1. 机械处理：通过机械研磨、抛光等方法，能够使氧化铝表面更加光滑，提高其导热性能。

但此方法存在工艺复杂、成本高等问题。

2. 化学处理：采用酸碱等化学溶液处理氧化铝表面，能够去除表面杂质，提高其纯度和导热性能。

常用的化学处理方法有酸洗、碱洗等。

3. 表面涂层：通过在氧化铝表面涂覆导热材料，如硅胶、石墨等，能够进一步提高其导热性能。

但涂层的稳定性及耐磨性也是需要考虑的问题。

三、导热填料氧化铝表面处理的影响因素1. 表面粗糙度：导热填料氧化铝的表面粗糙度对其导热性能有着直接影响。

较粗糙的表面会增加热阻，从而降低导热性能。

2. 表面纯度：氧化铝表面的杂质会影响其导热性能，因此表面处理过程中需要尽量去除杂质，提高纯度。

3. 表面涂层稳定性：如果选择对氧化铝进行表面涂层处理，涂层的稳定性是需要考虑的因素。

稳定的涂层能够提高导热填料的耐磨性和长期稳定性。

四、导热填料氧化铝表面处理的研究进展对导热填料氧化铝表面处理的研究主要集中在改善表面粗糙度、提高纯度和涂层稳定性等方面。

研究人员通过优化表面处理工艺，利用新型材料和技术，不断提高导热填料氧化铝的导热性能和耐久性。

五、导热填料氧化铝表面处理的应用前景随着电子设备的不断发展和对散热要求的提高，导热填料氧化铝的应用前景广阔。

通过表面处理技术的不断优化，导热填料氧化铝的导热性能将得到进一步提升，为电子设备等领域的发展提供更好的支持。

河南科技Henan Science and Technology 能源与化学总772期第二期2022年1月改性石墨烯/改性氧化铝协同提高硅脂的导热性能研究史浩龙王蓉唐秀之（中南大学航空航天学院，湖南长沙410000）摘要：随着集成电路的发展，对热管理材料的性能提出了日益严苛的要求。

借助接枝在氧化石墨烯(GO)上的烯丙基胺的碳碳双键与硅氢键的反应，将硅油分子接枝在GO表面，同时对Al2O3采用十六烷基三甲氧基硅烷进行表面修饰。

采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和热失重分析(TGA)等手段对材料的形貌、组成、热稳定性等进行了表征分析。

研究发现，填充了改性后的Al2O3和GO后导热硅脂的导热性能明显提高。

因此，对填料表面的适当修饰是一种有效提高硅脂导热性能的策略。

关键词：表面改性；石墨烯；氧化铝；导热硅脂中图分类号：TB332文献标志码：A文章编号：1003-5168（2022）2-0088-05 DOI:10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2022.02.021Synergistic Improvement of Thermal Conductivity of Sili⁃cone Grease by Modified Graphene/Modified AluminaSHI Haolong WANG Rong TANG Xiuzhi(School of Aeronautics and Astronautics,Central South University,Changsha410000,China)Abstract:With the development of integrated circuits,more and more stringent requirements are put for⁃ward for the performance of thermal management materials.Silicone oil molecules were grafted on the surface of graphene oxide(GO)by the reaction of carbon carbon double bond and silicon hydrogen bondof allylamine grafted on graphene oxide(GO).At the same time,Al2O3was modified by cetyltrimethoxysi⁃lane.The morphology,composition and thermal stability of the materials were characterized by scanning electron microscopy(SEM),fourier transform infrared spectroscopy(FTIR),X-ray photoelectron spectros⁃copy(XPS)and thermogravimetric analysis(TGA).It is found that the thermal conductivity of thermal conductive silicone grease filled with modified Al2O3and GO is significantly improved.Therefore,the ap⁃propriate modification of the filler surface is an effective strategy to improve the thermal conductivity of silicone grease.Keywords:surface modification;Graphene;Alumina;thermal conductive silicone grease收稿日期：2021-11-04基金项目：湖南省自然科学基金面上项目“多孔（还原）氧化石墨烯增韧聚合物基复合材料”（2020JJ4726）。

研究•开发2020, 34 (3)： 39-42 SILICONE MATERIAL白炭黑处理工艺对加成型液体硅橡胶性能的影响李露，陈丽云，胡盛，郭昱见，赵方，徐旋，金政御(浙江新安化工集团股份有限公司，杭州311600)摘要：以六甲基二硅氮烷（HMDZ)为主处理剂、水为助处理剂，对气相法白炭黑进行表面处理，并将 改性白炭黑用于制备加成型液体硅橡胶。

研究了 HMDZ 的较佳用量，并在此基础上采用“两步法”替代 “一步法”，改进白炭黑的处理工艺。

探讨了前后添加的HMDZ 质量比对加成型液体娃橡肢性能的影响。

结 果表明，采用“一步法”制备补强基肢时，HMDZ 的较佳用量为白炭黑质量的25%; “两步法”工艺在前 后添加的HMDZ 质量比为7:3时，对白炭黑的表面处理效果优于“一步法”，此条件下制得的硅橡胶拉伸 强度为8.1 MPa 、拉断伸长率为405%、邵尔A 硬度为56度、回弹性为76%、撕裂强度39.98 kN/m ,透光 率为87.1%,雾度为7. 13%。

关键词：白炭黑，处理工艺，加成型液体硅橡J 中图分类号：TQ333.93文献标识码：A气相法白炭黑是液体硅橡胶常用的补强填 料，质轻、无定形、粒径小、比表面积大，通常 以聚集体形式存在。

白炭黑在制备过程中会残留 大量羟基，其中一些被包裹在聚集体内部，另一 些则位于聚集体外部。

被包裹在聚集体内部的羟 基对硅橡胶性能影响较小。

位于聚集体外部的羟 基活性很高，具有亲水性，且与液体硅橡胶的基 础聚合物浸润性不佳[1]，在体系中的分散性很 差，对硅橡胶性能影响很大。

因此需要对白炭黑 进行表面处理，以改善其在硅橡胶中的分散性， 提高补强效果。

白炭黑的表面处理剂有多种类 型，如醇[2]、环硅氧烷[3]、硅烷偶联剂[4]等， 均可通过与白炭黑表面羟基反应达到改性目的。

六甲基二硅氮烷（HMDZ ) [5]因成本相对较低、 处理效果好而被广泛使用。

为了进一步提高对白 炭黑表面的处理效果，有学者研究了协同采用主 处理剂和助处理剂时，如六甲基二硅氮烷和硅烷 偶联剂[6_7]，处理剂用量、处理温度、处理时 间等对白炭黑表面改性效果及改性白炭黑对硅橡 胶性能的影响。

填充型高分子导热复合材料的研究进展于利媛，杨 丹*，韦群桂，倪宇峰（北京石油化工学院材料科学与工程学院，北京102617）摘要：介绍填充型高分子导热复合材料的研究进展，综述3种无机非金属填料（氧化物、碳化物和氮化物）、碳系填料以及表面功能化填料、杂化填料对高分子导热复合材料导热性能的影响。

指出填料的表面功能化改性和杂化有利于改善填料在聚合物基体中的分散性能和界面相容性，从而构建有效的导热网络以提高复合材料的热导率，提出设计合适的配方和工艺是填充型导热复合材料的研究重点。

关键词：高分子导热复合材料；填充型；导热填料；表面改性；热导率中图分类号：TB332 文章编号：1000-890X（2020）11-0873-07文献标志码：A DOI：10.12136/j.issn.1000-890X.2020.11.0873作者简介：于利媛（1996—），女，内蒙古乌兰察布人，北京石油化工学院在读硕士研究生，主要从事橡胶复合材料的开发和性能研究。

*通信联系人（yangdan@）OSID开放科学标识码（扫码与作者交流）导热材料在我国乃至全球的生产生活中起着十分重要的作用。

铝、铁和铜等金属材料通过自身自由电子的热运动具有良好的导热性能，但金属的耐腐蚀性能差、易老化、不易成型加工，同时导电性能良好，使其在绝缘领域的使用受到限制[1]。

高分子材料具有质量小、耐腐蚀、易成型加工、耐疲劳和绝缘性能良好等优点，在导热材料领域占据一席之地，广泛应用于通讯电子设备、医疗、化工和航空航天等领域。

由于高分子材料结构特殊，主要由声子传递热量，其热导率一般都小于0.5 W·（m·K）-1[2]，因此高分子材料在某些领域单独使用很难满足散热需求。

目前主要有两种方法提高高分子材料的导热性能，一种是本征法，通过改变聚合物的分子链或分子链分布以获得不同结构，从而提高导热性能；另一种是填充法，通过向聚合物基体中添加高导热填料制成导热复合材料[3]。

氧化处理对材料表面性能的影响分析氧化处理是一种常见的对材料表面性能进行改善的方法，其基本原理是通过在材料表面形成氧化层，从而提高材料的耐腐蚀性、耐磨性和耐高温性能等。

本文将对氧化处理对材料表面性能的影响进行分析，并以铝材料为例进行具体阐述。

首先，氧化处理可以提高材料的耐腐蚀性能。

在氧化处理过程中，材料表面会形成一层致密的氧化层，这种氧化层能够阻隔外界氧气和水分的侵蚀，有效减少材料的腐蚀速度。

以铝材料为例，经过氧化处理后的铝表面会形成一层坚硬且密封性良好的氧化膜，可以防止铝的继续氧化进一步腐蚀。

同时，氧化层具有较高的化学稳定性，可以提高材料的耐酸碱性，使其在酸碱环境中具有更好的抗腐蚀能力。

其次，氧化处理可以提高材料的耐磨性能。

材料经过氧化处理后，表面会形成一层致密的氧化层，这种氧化层具有较高的硬度和耐磨性，能够起到一定的保护作用。

以铝材料为例，经过氧化处理后的铝表面会形成硬度较高的氧化膜，具有一定的抗刮擦和抗磨损能力，能够有效提高铝材料的耐磨性，延长其使用寿命。

此外，氧化处理还可以提高材料的耐高温性能。

在氧化处理过程中，材料表面形成的氧化层具有较高的熔点和热稳定性，能够在高温环境下保持稳定的化学性质和物理性能。

以铝材料为例，经过氧化处理后的铝表面形成的氧化膜能够在高温下保持较低的蒸发速率和高的导热性能，提高了材料的耐高温性能，使其能够在高温环境中发挥更好的作用。

总之，氧化处理对材料表面性能有着显著的影响。

通过氧化处理，材料的耐腐蚀性能、耐磨性能和耐高温性能等可以得到有效提升，从而提高了材料的综合性能和使用寿命。

此外，氧化处理方法相对简单且成本较低，广泛应用于各个领域中。

未来，随着氧化处理技术的进一步发展，相信氧化处理对材料表面性能的影响将更加明显，并在更多的领域中发挥重要作用。

在材料科学领域，氧化处理是一种常用的表面改性技术，可以有效地改善材料的性能。

氧化处理通过在材料表面形成致密的氧化层，从而提高材料的耐腐蚀性、耐磨性和耐高温性能等。

无机填料对环氧／聚酰胺固化体系热膨胀行为的影响研究分别研究3种无机填料氧化铝（Al2O3）、氮化硼（BN）和二氧化硅（SiO2）以及这3种填料经表面处理后对环氧树脂/200#聚酰胺体系热膨胀行为的影响。

研究表明，表面处理后的无机填料能在树脂基体中分布均匀，其固化体系的热膨胀行为变化比较均匀且有规律。

标签：无机填料；环氧树脂；热膨胀行为环氧树脂胶粘剂由于具有优异的粘接性能而被广泛应用于航空航天、汽车、微电子和精密机械等领域。

然而作为一种高分子胶粘剂，其线胀系数较大，固化后内应力较大、质脆，尤其是在粘接玻璃陶瓷等无机材料时往往存在线胀系数差异较大等问题，因而限制了其更广泛地使用[1，2]。

加入无机填料是降低环氧树脂热膨胀的常用方法，不同无机填料对降低线胀系数有不同的作用机理和效果，树脂基体的不同也会影响热膨胀行为[3～11]。

本研究以环氧树脂/200#聚酰胺为基体，分别以氧化铝（Al2O3）、氮化硼（BN）和二氧化硅（SiO2）作为填料，制备了含不同质量分数填料的环氧树脂基复合材料。

采用TMA实验方法对复合材料的性能进行了分析，探讨了填料的种类、含量对环氧树脂固化体系热膨胀行为的影响。

1 实验部分1.1 原料与仪器环氧树脂E51，工业级，岳阳树脂厂；200#聚酰胺，工业级，天津延安化工厂；氧化铝（Al2O3，含量为99%，粒径为20 nm），山东淄博亨达材料有限公司；氮化硼（BN，含量为99%，粒径为30 nm），上海超威纳米科技有限公司；二氧化硅（SiO2，含量为99%，粒径为50μm），天津市双船化学试剂厂；无水乙醇，分析纯，哈尔滨市新达化工厂；硅烷偶联剂（KH-560），工业级，南京曙光化学有限公司。

EXSTAR DMS 6100型热机械分析仪，日本精工公司。

1.2 不同环氧固化体系的制备1.2.1 表面处理方法制备质量分数为2%的KH-560乙醇溶液，将Al2O3、BN和SiO2粉末分别浸入到等质量的KH-560乙醇溶液中并搅拌20 min后烘干，制得偶联剂处理过的无机粉末。

聚合物导热材料用填料及其表面处理的研究进展摘要：随着现代工业的发展，对材料原料生产和应用的要求越来越高。

导热材料具有良好的热交换性能，用于航天、电子、化工、LED等领域。

传统的LED材料由铝、镁合金、铜和其他金属组成，需要在腐蚀化工行业中进行绝缘。

用作导热性材料的金属不适合创建，而且成本高昂。

导热材料是一种新的功能性高分子材料，广泛应用于导热中。

本文介绍了聚合物导热材料差异，并描述了材料研究的下一个趋势。

关键词：导热塑料；导热填料；表面处理；导热系数聚合物导热材料是一种新的功能性高分子材料，广泛应用于导热中。

聚合物材料具有良好的绝缘特性，可以轻松成型。

但是，单纯聚合物材料的导热系数较低，若要扩展其在导热系数领域的应用，必须修改其功能。

通常有两种方法改性:通过化学聚合材料具有特定结构的新材料，物理共混改性。

化学合成技术的开发通常是复杂、耗时和昂贵的。

物理共混改性以获得热聚合物的成熟应用前景。

显然，第二种方法既简单又经济，通常用于导热。

这是目前提高聚合物材料导热系数的主要方法。

填料主要由具有不同性质、导热系数和应用范围的金属和非金属填料组成。

一、聚合物导热材料世界上大部分能量都是以热的形式释放出来的，为了有效地控制热量，越来越多的材料需要导热系数。

金属作为一种传统的热材料，在某些区域的使用有限。

聚合物基材料是热控领域替代金属材料的理想材料，因为它们易于加工、腐蚀和加工，尤其是在电子行业。

对导热材料的需求也在增加。

导热聚合物复合的研究与开发已成为功能复合研，对导热填料的许多研究导热聚合物的性能和应用，特别是对热纳米填料的研究，为其开辟了新的可能性。

但是，导热聚合物复合材料的研究受到一定限制。

在许多情况下，复合材料的导热系数不符合应用要求。

聚合物由于的较低(0.2-0.4W／m·K)导热系数，这对复合材料聚合物的非常有害是加工和使用。

此外，由于混合和复合材料，导热聚合物材料更易于传导。

填料形状研究重点是选择、分布粒度和用量填料的优化。

加工应用 合成橡胶工业,2006-11-15,29(6):462～465CH I NA SYNTHETI C RUBBER I NDUSTRYA l2O3对导热硅橡胶性能的影响周文英,齐暑华,涂春潮,赵红振,吴　波(西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安710072) 摘要:考察了微米A l2O3的填充量及其粒径对甲基乙烯基硅橡胶导热性能及力学性能的影响,与纳米A l2O3填充硅橡胶进行了对比。

结果表明:硅橡胶的导热系数随微米A l2O3填充量的增加而升高,但微米A l2O3填充量过大时,硅橡胶的力学性能和加工性能变差,最大填充量不宜超过220份。

当微米A l2O3填充量小于100份时,大粒径A l2O3填充硅橡胶的导热性能优于小粒径A l2O3填充硅橡胶;当微米A l2O3填充量超过100份后,5μm A l2O3填充硅橡胶的导热性能优于50μm A l2O3填充硅橡胶;0.5μmA l2O3填充硅橡胶的导热性能始终低于5μm和50μm A l2O3填充硅橡胶;纳米A l2O3填充硅橡胶的导热性能明显优于微米A l2O3填充硅橡胶。

小粒径A l2O3填充硅橡胶的力学性能优于大粒径A l2O3填充硅橡胶。

与单一微米粒径的A l2O3填充硅橡胶相比,在高填充量(180份)下,50,5,0.5μm与50n m的A l2O3(质量比2∶5∶1∶1)混合填充硅橡胶呈现较高的导热性能和拉伸强度。

关键词:甲基乙烯基硅橡胶;氧化铝;粒径;导热系数;力学性能 中图分类号:TQ333.93 文献标识码:B 文章编号:1000-1255(2006)06-0462-04 随着工业生产和科学技术的进步,对导热橡胶提出了新的要求,希望既能为电子元器件提供安全可靠的散热途径,又能起到绝缘、减震的作用。

导热橡胶多是以硅橡胶为主[1],其导热系数一般只有0.165W/(m K),加入无机导热填料如A l2O3、S i C、BN和S i3N4后,具有优良的导热、耐高低温以及绝缘性能优良的硅橡胶,广泛用于航空航天、微电子、电器领域中需要散热和传热的部位。

导热填料研究现状及进展-各种填料分析的介绍导热填料研究现状及进展导热填料的技术研究现状导热绝缘材料的研究进展（1）无机非金属导热绝缘材料通常金属（如Au、Ag、Cu、Al、Mg等）均具有较高的导热性，但均为导体，无法用作绝缘材料，而部分无机非金属材料，如金属氧化物Al2O3、MgO、ZnO、NiO，金属氮化物AlN、Si3N4、BN，以及SiC瓷等既具有高导热性，同时也具有优良的绝缘性能、力学性能、耐高温性能、耐化学腐蚀性能等，因此被广泛用作电机、电器、微电子领域中的高散热界面材料及封装材料等。

瓷封装具有耐热性好、不易产生裂纹、热冲击后不产生损伤、机械强度高、热膨胀系数小、电绝缘性能高、热导率高、高频特性、化学稳定性高、气密性好等优点，适用于航空航天、军事工程所要求的高可靠、高频、耐高温、气密性强的产品封装。

由于瓷材料所具有的良好的综合性能，使其广泛用于混合集成电路和多芯片模组。

在要求高密封的场合，可选用瓷封装。

国外的瓷封装材料以日本居首，日本占据了美国瓷封装市场的90%～95%，并且占美国国防（军品）瓷封装市场的95%～98%。

传统的瓷封装材料是Al2O3瓷，具有良好的绝缘性、化学稳定性和力学性能，掺杂某些物质可满足特殊封装的要求，且价格低廉，是目前主要的瓷封装材料。

SiC的热导率很高，是Al2O3的十几倍，热膨胀系数也低于Al2O3和AlN，但是SiC的介电常数过高，所以仅适用于密度较低的封装。

AlN瓷是被国外专家最为看好的封装材料，具有与SiC相接近的高热导率，热膨胀系数低于Al2O3，断裂强度大于Al2O3，维氏硬度是Al2O3的一半，与Al2O3相比，AlN的低密度可使重量降低20%，因此，AlN封装材料引起国外封装界越来越广泛的重视。

（2）聚合物基导热绝缘材料因为聚合物材料具有优良的电断气缘机能、耐腐蚀机能、力学机能、易加工机能等，人们逐步用聚合物材料代替传统的电断气缘材料，但大多数聚合物材料的热导率很低，无法直接用作导热材料，需要经由过程加入导热性物资，使其成为导热绝缘材料。

二氧化硅（SiO2）在硅橡胶中起到了补强作用，主要有以下几个机理：
1.填充效应：二氧化硅作为一种填充剂，能够填充橡胶基体中的空隙和孔隙，增加材料的
密实程度。

填充效应提高了硅橡胶的硬度和抗拉强度。

2.界面相互作用：二氧化硅与硅橡胶基体之间形成物理或化学吸附的界面，这种相互作用
可以增加硅橡胶的力学强度和耐磨性。

界面相互作用还可以防止填料的分散和沉淀，提高橡胶制品的稳定性。

3.增加粘合强度：二氧化硅表面常常经过特殊处理，例如使用有机硅偶联剂对其进行改性。

这样处理后的二氧化硅能够与硅橡胶基体更好地结合，并增加粘合强度。

4.刚性增强：二氧化硅具有较高的硬度和刚性，加入适量的二氧化硅可以增加硅橡胶的刚
性和弹性模量。

这对于需要较高刚性和抗变形能力的硅橡胶制品非常重要。

5.抗老化和耐热性提升：二氧化硅具有优异的抗氧化性质，能够有效阻止硅橡胶材料的老
化过程。

此外，二氧化硅还能增强硅橡胶的耐热性，使其在高温条件下保持稳定性能。

总的来说，二氧化硅在硅橡胶中通过填充效应、界面相互作用、粘合强度增加、刚性增强以及抗老化和耐热性提升，起到了补强作用，提高了硅橡胶的力学性能和耐久性。

氧化铝填料对导热绝缘硅胶材料性能影响
一、引言
 随着电子工业的发展，电子元件、集成电路趋于密集化，小型化，要保证电子器件的可靠运行，良好的散热性是必不可少的。

但是，电子器件与散热装置因其表面的凹凸不平，在界面间形成了一个空气层，使得接触热阻增大，最终使电子器件的热量不能高效传递给散热装置实现散热。

导热硅胶因具有好的粘性、柔韧性、良好的压缩性能以及具有优良的热传导率，常用来作为通讯设备、计算机等电器Ic基板的散热填充材料。

无机非金属粉体填料因其良好的绝缘性能，通常用于导热绝缘硅橡胶作导热媒介。

 最为常见的无机非金属导热绝缘粉体填料有氮化铝，氧化铝，氧化锌，氧化铍，氧化硅，碳化硅，氮化硼等。

其中氧化铝不但具有良好的绝缘性能，而且其导热率也不低(常温导热率为30W/m·K)，已经在高压，特高压开关电器领域绝缘制品中得到大量使用。

 氧化铝来源广泛，价格相对较低，在硅胶中填充量大，具有较高的性价比，因此作为目前高导热绝缘硅胶材料中的主要导热绝缘填料。

 二、氧化铝在导热硅胶中的导热机理
 物质中的热能常以振动能的形式传递,即物质内部微观粒子通过相互碰撞，实现热能的传递。

对于金属材料，其热传导靠自由电子的运动进行导热。

由于自由电子的质量轻，不受束缚，此使得金属材料导热的同时也能导电。

而氧化铝填料的导热主要依靠声子的振动，通过晶体的非线性热振动而实现导热。

硅橡胶导热材料电子产品愈来愈趋于小型化，微电子的组装也愈来愈密集化，其工作环境急剧向高温方向变化。

电子元器件温度每升高2℃，其可靠性就下降10％，因此散热问题也就成了设备是否能够正常运行的关键问题。

过去，绝缘散热器使用高导热陶瓷来制作，由于陶瓷产品的加工难度高，容易破裂，所以现在也使用导热塑料做散热片，但同样存在耐高温、耐老化不好，特别是与电子元器件的贴合性较差，而造成导热效果不好的缺点。

而添加有导热填料的硅橡胶，不但具有电绝缘性能和导热迅速的功能外，还有很好的耐高温性和阻燃性，同时还可起到减震的作用。

有资料显示硅橡胶绝缘强度在14kv/mm以上，体积电阻率在25℃时为1015Ω.cm，它的耐电晕性和耐电弧性非常好，耐电弧寿命是聚四氟乙烯（塑料王）的1000倍，在电晕放电情况下，可连续使用1000小时，而一般的橡胶只能使用30分钟。

硅橡胶的闪点高达750℃，燃点为450℃，而且不易燃烧，万一发生燃烧，生成的SiO2仍是绝缘性的，同时燃烧过程中没有毒物质和腐蚀性气体产生，因此保证了设备的可靠性。

在橡胶中添加银粉、BN以及铂金阻燃剂，也可以制备兼具阻燃性和导热性能的硅橡胶材料，在一定的配比下，材料可具备14w/(m.k)的导热系数和V-1（UL-94）的阻燃级别。

在硅橡胶中添加金属粉（Al、BN、AlN）和经硬脂酸表面处理的Al(OH)3粉末，可制备具有高导性和良好阻燃性的硅橡胶，阻燃级别为V-0（UL-94），导热系数为1.09w/(m.k)，可制作阻止液晶体滑动的垫片。

在硅橡胶中加入大量BN、Al2O3、石英粉末及适量偶联剂、固化剂，然后溶解在二甲苯溶液中，对玻璃布进行涂敷，干燥固化，所得织物的涂层具有良好的外观、导热性和阻燃性。

在100份硅橡胶中添加100～500份MgO粉末，所得材料用于制做照相，仿开形切割设备上装置辊的外层，有较好的导热性和耐磨性。

在液体硅橡胶中加入经表面处理的SiC、BaSO4、Al，然后得此液体混合物放在2个电极间，加上电场使其导热填料取向，由此制得导热性非常好的硅橡胶，用于电子元件上，在电子元件与受热器间形成导热层。

第36卷第9期2008年9月硅酸盐学报JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETYVol. 36，No. 9September，2008表面改性处理对氧化铝/环氧树脂复合材料力学性能的影响邓永丽，樊慧庆，张洁(西北工业大学材料学院，凝固技术国家重点实验室，西安 710072)摘要：对未改性和表面偶联处理的氧化铝颗粒填充环氧树脂复合材料(颗粒体积分数为20%，35%和40%)的力学性能进行对比研究。

通过对改性前后复合材料结构的均匀性和抗拉伸性能的分析得出以下结论：添加了偶联处理后的氧化铝颗粒使复合材料的均匀性、断裂强度和弹性模量都有了较大程度的提高。

原因在于对颗粒的表面偶联改性处理使颗粒间存在的黏聚吸附力下降，增加了颗粒与树脂基体间的结合力，使氧化铝颗粒能够在树脂基体中达到很好的分散状态。

采用扫描电镜分析手段对样品断口形貌的分析说明材料内部界面间的结合状态以及颗粒在基体中的分布状况。

关键词：氧化铝/环氧树脂复合材料；力学性能；颗粒增韧；表面改性中图分类号：TB33 文献标识码：A 文章编号：0454–5648(2008)09–1251–05EFFECT OF SURFACE MODIFICATION ON MECHANICAL PERFORMANCES OFALUMINA-DISPERSED EPOXY COMPOSITESDENG Yongli，F AN Huiqing，ZHANG Jie(State Key Laboratory of Solidification Processing, School of Materials Science and Engineering, NorthwesternPolytechnical University, Xi'an 710072, China)Abstract: The homogeneity and mechanical properties of alumina filled epoxy composites with particle volume fractions of 20%, 35% and 40% were investigated. The as-received particles and particles modified with silane coupling agent were used in the com-parison test. The results show that the surface modified particles lead to great improvement in homogeneity, tensile strength and elas-tic modulus. Moreover, the modification of the surface activity of particles reduces the filler–filler interaction and improves the adhe-sion of filler-epoxy resin, achieving high dispersion of the modified alumina in the resin matrix. Scanning electron microscope was employed to illustrate the interface bonding and particle distribution in epoxy resin.Key words: alumina/epoxy composites; mechanical properties; particle-reinforcement; surface modificationModern industry requires new polymeric material that has specific properties, especially the high strength, heat resistance, and low acoustic impedance for the high-vol- tage insulation applications.[1] In order to effectively im-prove such performance, the introduction of well-dis- persed inorganic particles into the polymer matrix has been widely investigated. Due to the excellent matching of the coefficient of thermal expansion (CTE) between alumina and epoxy resin, the alumina filled composites have attracted much attention in an attempt to improve the mechanical properties and reduce the residual stress of polymer composites.[2]However, the added alumina particles easily adhere to each other and form irregular agglomerations in the polymer matrix, which decreases the maximum filler loading and results in inferior mechanical performance.[3–4] Methods of mechanical mixing/dispersion methods such as high speed shearing or milling are not effective in breaking down the agglomeration. In such circumstances, the chemical treatment of particle surface has been de-veloped. The surface treatment removes the surface hy-droxyl groups of the particle and changes the hydrophilic particle surface into a hydrophobic surface.[5–7] Wang et al.[8] have studied the thermal and mechanical收稿日期：2007–12–07。