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邹(zou)小姐(jie)：13326633089 -
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氧(yang)化(hua)镁（MgO）是应用十分广泛的化工材料，具有优良的化学惰性、耐热性、绝缘性和导热性，其中比较突出的是良好的抗高温氧化性能，适中的碱性，由于存在氧空位和单电子而产生的亲电子性等，这些性质为氧化镁的应用提供了重要的基础条件。
一般(ban)氧(yang)化(hua)镁是片(pian)状结晶(jing)，但(dan)是经研(yan)究发现(xian)一些特殊形貌的(de)氧(yang)化(hua)镁在很多方面都有(you)着十分有(you)效的(de)应用。例如(ru)球形(xing)氧化镁可以在色谱法中作为固定相(xiang)材料，可以作(zuo)为吸附有毒物质的材料，以及添(tian)加到塑料中(zhong)提高导(dao)热(re)性(xing)等方面(mian)都有十分重要和(he)有效的应用。
球(qiu)形氧(yang)化镁
导热填料的类型
高(gao)分子聚合物材料的导热率普遍(bian)偏低，大部分常见(jian)材料的热(re)导率在0.3W/m·K左右，所以(yi)为(wei)了提高高分子聚(ju)合(he)物(wu)的(de)导热性能，需要在聚(ju)合(he)物(wu)材科中填充(chong)导热填料(liao)。通(tong)过共(gong)混(hun)的(de)方法将导热系(xi)数较高的(de)导热填料(liao)均匀地分散到聚(ju)合(he)物(wu)基体(ti)中，填料(liao)之(zhi)间形成相互接触的(de)导热网链，以(yi)使得高分子聚(ju)合(he)物(wu)的(de)导热性能满足应用需求。
导热填料(liao)(liao)(liao)主要分(fen)为炭基(ji)材(cai)料(liao)(liao)(liao)、金属材(cai)料(liao)(liao)(liao)和非金属无机(ji)材(cai)料(liao)(liao)(liao)三种，几(ji)种常见填料(liao)(liao)(liao)的(de)热导率如下表：
1. 炭(tan)基材料
部分(fen)炭(tan)基(ji)(ji)材(cai)料(liao)的导(dao)(dao)(dao)热率明(ming)显高于金属材(cai)料(liao)和(he)无机非(fei)金属材(cai)料(liao)，炭(tan)基(ji)(ji)材(cai)料(liao)因其微(wei)观结(jie)构十分(fen)独特，导(dao)(dao)(dao)热性能具有各项(xiang)异性。以石墨为(wei)(wei)例，石墨具有较为(wei)(wei)典(dian)型的层状结(jie)构，同时(shi)以电子和(he)声子的双重(zhong)机制起到作用，因此石墨的导(dao)(dao)(dao)热性能良好，具备各项(xiang)异性的特点，同时(shi)价格便宜并(bing)能与基(ji)(ji)体(ti)(ti)良好混合，一般被(bei)认为(wei)(wei)是首选导(dao)(dao)(dao)热填料(liao)。
石墨导热(re)片(pian)
2. 金属材料(liao)
金属材料是公认的(de)热的(de)良导(dao)体，不(bu)仅是高分子(zi)材料的(de)填充剂(ji)方面，在航天(tian)、机械制造等方面都(dou)有较为成熟而且广泛(fan)的(de)应用。金属材料内部存在着(zhe)大量(liang)自由电子(zi)，其导热性能主要取(qu)决(jue)于这些内(nei)部的(de)大量电子的(de)自由移动，一般(ban)金(jin)属(shu)(shu)材料(liao)的导热(re)系数较高。同时因为金属(shu)(shu)材料(liao)的导电性(xing)能良好，在作为填充剂制备(bei)的复合材料(liao)中(zhong)，可以提(ti)供(gong)其导电性(xing)。
但是金属(shu)材(cai)料(liao)的密度较大，与高(gao)分(fen)(fen)子(zi)聚(ju)合材(cai)料(liao)难以均匀地混合，这就制约了其(qi)在高(gao)分(fen)(fen)子(zi)材(cai)料(liao)导热(re)填料方面(mian)的应用。
3. 无机非金属(shu)材料
无机非金属主要(yao)依靠声子导热(re)，一般导热系数相(xiang)对于炭(tan)基材料(liao)和金属材料(liao)较低，但(dan)有较好(hao)的绝(jue)缘性。主要分为金属氮化物和金属氧(yang)化物，金(jin)属(shu)氮化(hua)物填(tian)料包括: BN、AlN等;金属氧化物填料包括:MgO、Al203等。
其中氮化(hua)物以晶体的形式(shi)存在(zai)，结构规律且致密，声子在(zai)晶体中传播(bo)阻力较小，因此热(re)量可以比较有效传递(di)。但(dan)是氮化(hua)物纯度越高，价格也就高。金属(shu)氧化(hua)物虽然导热(re)系数(shu)不高，但(dan)是价格便宜，材料来(lai)源广(guang)泛(fan)，因此应(ying)用比较广(guang)泛(fan)。
在氧化(hua)(hua)物中(zhong)最常用的是氧化(hua)(hua)铝和氧化(hua)(hua)镁(mei)，氧化铝导热性能相对(dui)较低(di)(di)，但(dan)成本不高，所以应用比(bi)较广泛。氧化镁(mei)的导热系数虽(sui)然比(bi)氮化硼要(yao)低(di)(di)，但(dan)比(bi)氧化铝要(yao)高，为36W/m·K，而且成本较低，所以在导热填(tian)料应用上也(ye)越来越受(shou)到(dao)关(guan)注。
不(bu)同填(tian)料形(xing)貌对(dui)导热(re)性能(neng)的影响
一般棒状(zhuang)和有一定(ding)长径比的片状(zhuang)结构(gou)填(tian)料(liao)(liao)，加入高(gao)分(fen)(fen)子材料(liao)(liao)中(zhong)比较容(rong)易在(zai)其中(zhong)形成导(dao)热网链，从(cong)而(er)提高(gao)了复合材料(liao)(liao)的导(dao)热性能，但是此类填(tian)料(liao)(liao)会在(zai)加工过程中(zhong)发生取向分(fen)(fen)布，即棒状(zhuang)结构(gou)方向不一-致，会导致复合材料的导热性能产生各向异性，加工方(fang)向的导(dao)热(re)(re)系数远(yuan)远(yuan)高于(yu)垂直加工方(fang)向的导(dao)热(re)(re)系数。
片状填料(liao)
因此在设(she)计生产(chan)填(tian)料产(chan)品形状时，尽量(liang)使填(tian)料取向方向一致(zhi)，从而提高复合材料的导热效率。
相比之下，由(you)于(yu)球(qiu)形结构的各向同性，因此球形填(tian)料对(dui)提高复合材料的导热性(xing)能效果(guo)，相比(bi)于棒(bang)状或片状结构来讲更(geng)有(you)优势。同时(shi)球形粉(fen)(fen)体颗粒粒径较小(xiao)且分布均(jun)匀，表面形貌规则(ze)，粉(fen)(fen)体的堆积密度显著增大(da)(da)，可以很大(da)(da)程度上改(gai)(gai)善粉(fen)(fen)体的流(liu)动性(xing)和分散性(xing)，最大(da)(da)限度地消(xiao)除(chu)团聚的影(ying)响，使(shi)粉(fen)(fen)体内部的缺陷得到(dao)改(gai)(gai)善。
球形氧化镁的发展现状
对于球形氧化(hua)镁产(chan)(chan)品，由于涉及高性能芯片技(ji)术(shu)的应用(yong)，国(guo)外对氧化(hua)镁球形化(hua)合(he)成技(ji)术(shu)高度保密(mi)，产(chan)(chan)品的国(guo)际采购较为困(kun)难(nan)，也无法获取产(chan)(chan)品的完(wan)整技(ji)术(shu)参数(shu)和专(zhuan)业(ye)制造设备等(deng)资料。据有(you)关(guan)文献(xian)报道，目(mu)前世界上仅(jin)有(you)日(ri)本、美国(guo)、以色(se)列等(deng)少数(shu)科技(ji)发达国(guo)家掌握该产(chan)(chan)品的合(he)成制造技(ji)术(shu)。
粉体(ti)球形(xing)化的物理(li)和化学方法(fa)
目前主要通过(guo)两种方法制(zhi)备球形氧化(hua)镁：
（1）以镁盐为原料首先得到制(zhi)备球形氧(yang)化镁的前驱体，将前驱体热处理(li)得到球形(xing)氧(yang)化(hua)镁，一般前驱体为球(qiu)形碱式(shi)碳酸镁或球(qiu)形氢氧化镁或球(qiu)形碱式(shi)草酸镁。
（2）将氧化镁(mei)粉(fen)末与(yu)溶剂(ji)和(he)粘合(he)剂(ji)混合(he)后，通过(guo)机(ji)械成(cheng)型(xing)得到球(qiu)(qiu)形(xing)氧化镁(mei)，经过(guo)热处理得到球(qiu)(qiu)形(xing)氧化镁(mei)产物。
但在(zai)产业(ye)化的探索中，氧化镁的球(qiu)(qiu)形(xing)化更多的还是依(yi)赖基(ji)于球(qiu)(qiu)形(xing)氧化铝和球(qiu)(qiu)形(xing)硅微粉(fen)的技术积累，在(zai)全球(qiu)(qiu)范围内，目前Denka已走在前列，国内也有一些球形粉企业正在进行产线布局。相信随着5G和新能源汽车等新兴市场的火热，被视作接棒球形氧化铝的“下一代导热填料”的球形氧化镁，也能尽快量产，实现国产化替代，从而开始大规模的应用推广。
扩展阅读：
粉体(ti)圈小吉
