中国粉体网讯  关于导热填料颗粒大小对复合材料的导热性能影响，目前存在争议。

有研究指出：填料尺寸对复合材料的导热性能有很大影响。对于同种类型不同尺寸的导热填料，当填充量恒定的情况下，填料尺寸越大，颗粒的数量就会越少，填料比表面积也会减小，两相界面的生成就会受到控制，从而抑制了声子在界面上发生过多的散射，因此大尺寸填料可以有效改善复合材料的热导率。

例如研究人员对4种不同粒径(3、10、35、75μm)的球形Al₂O₃填料对硅橡胶导热性能的影响做了实验。结果表明：随着Al₂O₃填料粒径的增加，复合材料的导热性能得到提高。

然而，有些学者得出相反的结果。研究人员将不同粒径的Al₂O₃填料引入硅橡胶中，发现在相同的负载量下，粒径为5μm填料的导热性能高于粒径为25μm的填料。在填料的填充量一定的情况下，填料粒径越小的复合材料的导热性能越好。另有研究结果表明：与微米级Al₂O₃填料相比，纳米级Al₂O₃填料在提高聚合物复合材料导热性能方面表现出了明显优势。

江西铜业技术研究院有限公司的研究人员为了开发高品质的导热绝缘高分子复合材料，以三元乙丙橡胶（EPDM）作为高分子绝缘材料的基体材料，分别选用粒径为2，10，20，40和70μm的Al₂O₃作为导热填充材料，并借助开炼机进行塑炼，制备出Al₂O₃/EPDM导热绝缘复合材料，通过对复合材料的硫化性能、力学性能、导热性能及绝缘性能进行表征，探究了粒径对Al₂O₃/EPDM复合材料性能的影响。

结果表明，随着Al₂O₃粒径的增加，复合材料的交联度逐渐减小，导热系数先增加后降低，体积电阻率整体呈下降趋势，且当Al₂O₃粒径为10μm时，Al₂O₃/EPDM导热绝缘复合材料的综合性能最佳。由此得出结论：Al₂O₃粒径对Al₂O₃/EPDM导热绝缘复合材料的性能影响显著。

然而，先进输电技术全国重点实验室的一项研究又得出了另一种结论，他们为研究Al₂O₃构筑的填料网络对聚丙烯（PP）复合材料导热性能和介电性能的影响规律，通过构建Al2O3颗粒随机填充的有限元模型，系统研究了填料填充体积分数、填料粒径以及二元填料的尺寸匹配等因素对Al₂O₃/PP复合材料热导率和介电常数的影响。

其中，他们计算了不同填充量f下Al₂O₃填料直径d（5～40μm）对有限元模型热导率的影响，结果显示，模型的热导率基本与填料尺寸无关，只有填充量f增加时，复合材料的热导率才会显著提升。

参考来源：

[1]高正源等：氧化铝填充导热复合材料的制备和性能研究进展，重庆交通大学机电与车辆工程学院

[2]王小飞等：填料粒径对导热绝缘复合材料性能的影响，江西铜业技术研究院有限公司

[3]李石琨等：氧化铝/聚丙烯复合材料的导热与介电性能仿真优化，中国电力科学研究院有限公司先进输电技术全国重点实验室

（中国粉体网编辑整理/平安）

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