導熱型金剛石：兩大核心應用形式解析

隨著科技的飛速發(fā)展，金剛石憑借其卓越的聲、光、電、熱等性能，被譽為“超級材料”，在眾多領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。作為自然界中最堅硬的物質，金剛石不僅擁有寬禁帶寬度和寬透光范圍，還對大多數(shù)物質表現(xiàn)出化學惰性，因而能夠在高溫、高壓、高頻率等極端環(huán)境下穩(wěn)定工作。

在熱學性能方面，金剛石更是獨樹一幟，其熱導率在自然界中首屈一指。常溫下，金剛石的熱導率高達2000~2200W/m·K，分別是碳化硅（SiC）的4倍、硅（Si）的13倍、砷化鎵（GaAs）的43倍，以及銅和銀的4~5倍。在現(xiàn)代大功率電子和光電器件（如5G應用、高速運算或高功率半導體芯片）中，極小面積內產生的大量熱量對散熱提出了嚴峻挑戰(zhàn)。為快速解決冷卻問題，需要采用高導熱材料制成的散熱片或散熱涂層，布置在發(fā)熱端（如散熱器、風扇、熱沉等）。金剛石憑借其極高熱導率、極低熱膨脹系數(shù)以及室溫下的絕緣性能，成為熱管理領域的理想選擇。

金剛石在熱管理應用中，主要有兩種形式：一是金剛石薄膜，二是將金剛石作為導熱填料使用。目前，導熱金剛石填料主要應用于金屬基金剛石復合材料和導熱界面材料兩大方向。

金屬基金剛石復合材料

金剛石作為增強相，其極高的熱導率（室溫下可達600～2200 W/m·K）使得金屬基金剛石復合材料在導熱性能上表現(xiàn)卓越。例如，當金剛石在金剛石/銅復合材料中的體積分數(shù)為35%時，其導熱系數(shù)可高達602 W/m·K。這種高導熱率使得該材料非常適合用于需要高效散熱的場合，如電子封裝和高功率電子器件。此外，金剛石的低熱膨脹系數(shù)（約2.3×10^-6K^-1）與金屬基體（如銅、鋁）結合后，能有效降低復合材料的熱膨脹系數(shù)，減少材料在溫度變化時的尺寸變化，從而提高設備的穩(wěn)定性和可靠性。

金剛石導熱凝膠

與其他導熱凝膠類似，金剛石導熱凝膠的性能優(yōu)劣在很大程度上取決于制備工藝的成熟度和精細度。填料的粒徑、填充體積分數(shù)以及改性工藝等因素，都對凝膠的整體導熱性能產生重要影響。

粒徑控制：金剛石顆粒的粒徑不能過?。ㄐ∮?0微米），否則難以形成有效的導熱鏈。

填充體積分數(shù)：填充體積分數(shù)需適中，過小則接觸面積不足，難以形成有效導熱鏈；過大則凝膠無法充分浸潤金剛石顆粒表面，造成空隙，影響熱導率。

改性處理：改性是金剛石導熱凝膠填料的必要步驟，否則表面活性高的粒子容易團聚，難以在有機高分子樹脂中均勻分散，導致凝膠性能下降。

盡管金剛石具有優(yōu)異的導熱性能，但其單獨使用成本較高，且現(xiàn)階段大多數(shù)關于金剛石導熱的應用研究尚未充分發(fā)揮其高導熱特性，存在填充量低、導熱不足等問題。為此，金戈新材憑借深厚的技術積累和創(chuàng)新能力，開發(fā)了金剛石復配導熱粉體。該產品不僅顯著提升了導熱性能，還降低了成本，為10W/(m·K)以上高導熱界面材料的制備提供了理想選擇。例如，GD-S14V0導熱劑，可用作14~15W/(m·K)導熱凝膠、導熱墊片的導熱填料，有效解決了傳統(tǒng)導熱材料在性能與成本之間的矛盾。此外，金戈新材還可根據客戶需求，提供專業(yè)創(chuàng)新的導熱解決方案，助力客戶在激烈的市場競爭中脫穎而出。如有需求，歡迎點擊左下方申請試樣，或致電0757-87572711與我們聯(lián)系。