隨著5G、新能源汽車等高耗能領(lǐng)域的爆發(fā)增長，導熱材料將成為關(guān)鍵材料，球形氧化鋁作為主要填料方案，被業(yè)界視為性價比最好的導熱粉體填料，有望跟隨導熱市場的成長而需求爆發(fā)。

根據(jù)QYResearchGroup統(tǒng)計和預(yù)測，2019年全球球形氧化鋁的市場達到了126.4百萬美元，到2026年這一市場容量將增加至215.25百萬美元，每年的復合增長率達到了8.93%。

用作高導熱填料有何優(yōu)勢？

常用的填料有金屬填料、碳材料、陶瓷材料三大類。雖然金屬填料和碳材料本身具有較高的熱導率，能顯著地提高聚合物材料的熱導率，然而在高負載時卻易破壞材料的絕緣性能，且碳材料如石墨烯或碳納米管在基體中不易分散，不利于形成有效的導熱通路。

與這兩類填料相比，陶瓷填料因其優(yōu)異的熱傳輸性能和高的絕緣性能，在制備高導熱復合材料領(lǐng)域得到了越來越多的關(guān)注。其中Al2O3填料因其具有高熱導率、高電阻率、低介電損耗、性價比高等眾多優(yōu)勢，被廣泛地應(yīng)用和研究，而球形填料更有助于發(fā)揮導熱填料的熱傳導功能，因此目前市場上用得較多的導熱填料主要是球形氧化鋁。

據(jù)江蘇聯(lián)瑞新材介紹由于球形氧化鋁粉具有良好的導熱性能、優(yōu)秀性價比，是目前市場熱界面材料中大批量使用且使用占比較高的導熱填料。熱界面材料包括導熱墊片、導熱硅脂、導熱灌封膠及導熱凝膠等，終端應(yīng)用于各種電子通訊設(shè)備、新能源汽車電池組件、電源充電器元器件、LED燈、戶外電源、變壓器等的散熱。另外，導熱鋁基覆銅板、導熱塑封料、導熱工程塑料（如LED燈罩、電器、電子器件的殼體）以及熱噴涂涂層材料、特種陶瓷、特種研磨材料對于球形氧化鋁粉的需求也是逐步增加。

總之，面對電子設(shè)備向集成化、小型化發(fā)展以及多種先進復合材料的進步而對于導熱性能的提升要求，多種新材料行業(yè)對于導熱填料的需求愈加旺盛，性價比優(yōu)秀的球形氧化鋁粉迎來了良好的市場發(fā)展時機，是各種導熱材料和熱界面材料類產(chǎn)品所需的關(guān)鍵材料之一。

如何制備球形氧化鋁？

目前，球形Al2O3粉體的制備方法主要包括均相沉淀法、溶膠－乳化－凝膠法、滴球法、模板法與噴射法等。

01

球 磨 法

球磨法是最常見的制備超細氧化鋁粉體的方法，通常利用球磨機的轉(zhuǎn)動或振動，原料被磨料撞擊、球磨和攪拌，大粒徑的粉體被細化為超細粉體。制得的球形氧化鋁粉體顆粒的尺寸大小主要取決于原材料的顆粒狀態(tài)和制備工藝。

氧化鋁粉的球磨工藝路線圖

球磨法制備球形氧化鋁操作簡單，成本低廉，產(chǎn)量高。但制得的球形粉體顆粒的表面相對粗糙，導致比表面積增大，增大了粉體活性，從而容易出現(xiàn)顆粒間團聚現(xiàn)象，不適合制備具有高質(zhì)量要求的球形粉體顆粒。

02

均相沉淀法

均相溶液中的沉淀過程是晶核形成，然后聚集長大，最后從溶液中析出的過程，通常是非平衡態(tài)的，但如果能夠使沉淀劑在均相溶液中的濃度降低，甚至是緩慢的生成，那么就會均勻的生成大量的微小晶核，最終形成的細小沉淀顆粒會均勻地分散在整個溶液當中，而且會在相當長的時間內(nèi)保持一種平衡狀態(tài)，被稱為均相沉淀法。

均相沉淀法制備氧化鋁粉體工藝路線圖

均相沉淀法比較溫和，球形率高，平均粒徑400nm～10μm，純度低，分散性好。但在獲得球形粉體的過程中，通常必須使用硫酸鋁為原料，因此在煅燒階段會產(chǎn)生有害的硫化物，燒結(jié)后有團聚，多孔道。

03

溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法是用醇鹽或者無機鹽經(jīng)過水解或者聚合作用形成前驅(qū)體溶膠，然后再醇洗、陳化最后煅燒得到氧化鋁粉體，使用此方法要精確控制體系的pH和反應(yīng)物濃度。溶膠-凝膠法制得的球形氧化鋁具有均勻性好、化學純度高等優(yōu)點。但其制備工藝較為復雜，成本較高。

04

溶膠-乳液-凝膠法

這種方法是在溶膠凝膠法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，為了得到球形的粉體顆粒，人們利用油相和水相間的界面張力制造微小的球形液滴，使溶膠粒子的形成及凝膠化都被限定在微小的液滴中進行，最終獲得球形的沉淀顆粒。

溶膠-乳液-凝膠法制得的球形氧化鋁的形貌

在溶膠-乳液-凝膠法中，為了形成乳濁液，使用了大量的有機溶劑和表面活性劑，乳濁液中的球形粉末的分離過程非常繁瑣，并且在干燥和煅燒階段不容易保持粉末的球形。

05

滴 球 法

滴球法是將氧化鋁溶膠滴入到油層（通常使用石蠟，礦物油等）中，靠表面張力的作用形成球形的溶膠顆粒，隨后溶膠顆粒在氨水溶液中凝膠化，最后將凝膠顆粒干燥、煅燒形成球形氧化鋁的方法。這種方法是對溶膠-乳液-凝膠法在工藝上的進一步改進，將乳液技術(shù)應(yīng)用于溶膠的老化階段，并且保持油相不動，省去了粉體與油性試劑的分離處理。滴球法通常用來制備粒徑較大的球形氧化鋁，主要應(yīng)用于吸附劑或催化劑載體。但使用熱油和必須保持溶膠長時間滴落是滴球法的缺點。

06

模 板 法

模板法是以球形原料作為過程中控制形態(tài)的試劑，產(chǎn)物通?？招?，或者是核殼結(jié)構(gòu)。JinLu使用了富集羧酸鹽的碳質(zhì)微球，制備了空心球形氧化鋁。由于模板的性能決定了粉末最終的外觀，所以在模板法中必須使用符合嚴格要求的模板劑。

07

噴 射 法

噴射法制備球形氧化鋁的實質(zhì)是在較短的時間內(nèi)實現(xiàn)相的轉(zhuǎn)變，利用表面張力的作用使產(chǎn)物球形化，根據(jù)相轉(zhuǎn)變的特點又可以分為噴霧熱解法，噴霧干燥法和噴射熔融法。噴霧法和氣溶膠分解法一樣適用于生產(chǎn)微米級到納米級球形氧化鋁粉末，雖然反應(yīng)設(shè)備復雜，但容易實現(xiàn)工業(yè)化。

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