导热用球形氧化铝需求爆发，国内企业如何突破技术大关

中国粉体网讯  新能源汽车和5G电子行业的爆发增长下，被业界视为性价比最好的导热粉体填料的球形氧化铝需求旺盛。

球形氧化铝的需求有望跟随导热市场的成长而爆发

随着电子信息产业的不断发展，电子元器件正朝着高密度、高运行速度、小型化、集成化的方向发展，与此同时高科技产品运行过程中必然会产生更多的热量，如果热量得不到及时的消散，会降低产品的功效，缩短产品的使用寿命，甚至有可能造成安全生产事故。

聚合物材料如环氧树脂、酚醛树脂、硅胶等材料因其良好的绝缘性能、易加工性能常被用作电子元器件的封装材料。据悉，导热界面材料市场空间达到11亿美元。根据BBC Research，在11亿美元的导热材料市场中，聚合物复合材料占据了其中近10亿美元的市场空间。

另一方面，聚合物材料的散热能力较差，严重影响了电子元器件的散热效率。为提高聚合物材料的热导率，常用的办法是在聚合物基体中添加具有更高热导率的填料，制备高热导率的聚合物基复合材料。

因此，随着5G、新能源汽车等高耗能领域的大力发展，导热材料将成为关键材料，球形氧化铝作为主要填料方案，有望跟随导热市场的成长而需求爆发。根据QY Research Group统计和预测，2019年全球球形氧化铝的市场达到了126.4百万美元，到2026年这一市场容量将增加至215.25百万美元，每年的复合增长率达到了8.93%。

球形氧化铝用于制备高导热聚合物基复合材料

常用的填料有三大类：（1）金属填料，如铜、银和铝等；（2）碳材料，如碳纳米管、石墨和石墨烯等；（3）陶瓷材料如Al₂O₃、AlN、BN、ZnO等。虽然金属填料和碳材料本身具有较高的热导率，能显著的提高聚合物材料的热导率，然而在高负载时却易破坏材料的绝缘性能，且碳材料如石墨烯或碳纳米管在基体中不易分散，不利于形成有效的导热通路。

采用碳材料提高复合材料的导热时一般通过设计填料在基体中的分布，使其在尽可能低的添加量时更大程度的提高聚合物基复合材料热导率。与这两类填料相比，陶瓷填料因其优异的热传输性能和高的绝缘性能，在制备高导热复合材料领域得到了越来越多的关注。其中在氧化物填料中，Al2O3填料因其众多的优势，如相对高的热导率、高的电阻率、低的介电损耗、资源丰富且性价比高等被广泛的应用和研究，又由于球形填料有助于发挥导热填料的热传导功能，因此目前市场上用得较多的导热填料主要是球形氧化铝。

江苏联瑞新材料股份有限公司（以下简称“联瑞新材”）球形氧化铝发展快，据其介绍由于球形氧化铝粉具有良好的导热性能、优秀性价比，是目前市场热界面材料中大批量使用且使用占比较高的导热填料。热界面材料包括导热垫片、导热硅脂、导热灌封胶及导热凝胶等，终端应用于手机、电脑等电子通讯设备的CPU散热、电脑显卡、服务器等电子通讯设备的芯片散热、新能源汽车电池组件散热、电源充电器元器件散热、LED灯散热以及户外电源、变压器等场所散热、防水、防潮产品的灌封。另外，导热铝基覆铜板、导热塑封料、导热工程塑料（如LED灯罩、电器、电子器件的壳体）以及热喷涂涂层材料、特种陶瓷、特种研磨材料对于球形氧化铝粉的需求也是逐步增加。

总之，面对电子设备向集成化、小型化发展以及多种先进复合材料的进步而对于导热性能的提升要求，多种新材料行业对于导热填料的需求愈加旺盛，性价比优秀的球形氧化铝粉迎来了良好的市场发展时机，是各种导热材料和热界面材料类产品所需的关键材料之一。

球形氧化铝的制备新进展

目前，球形Al₂O₃粉体的制备方法主要包括均相沉淀法、溶胶－乳化－凝胶法、滴球法、模板法与喷射法等。

球形氧化铝制备方法特点对比

对于球形氧化铝，研究中的关注点集中在颗粒的球形度、球形率、产品纯度、颗粒粒径以及分散性上。然而，制备高纯度、粒径分布窄、颗粒分散性好且能适合工业化生产的球形氧化铝仍是一个挑战。联瑞新材、天际智慧、雅安百图等众多企业纷纷加强对球形氧化铝的投入与研究。

基于球形的技术，联瑞新材拓展了球形氧化铝产品。2020年公司发布公告拟投资2.3亿元设立全资子公司联瑞新材（连云港）有限公司用于专线生产球形氧化铝及液体填料，设计产能为9500吨/年，规模扩大将有助于公司提升在球形氧化铝市场中的竞争力。

据了解，湖南天际智慧材料科技有限公司掌握燃气火焰球化、射频等离子体球化两种技术和两种生产装置的生产能力，已经实现了纳米球形氧化铝的批量化制备。其自主开发的粉末材料燃气火焰球化装备，具有球化率高、球化温度高以及单炉粉体处理量大等优点，可以满足客户对不同规格球形氧化铝的生产需求。

雅安百图高新材料股份有限公司公开发明的一种球形氧化铝的制备方法及其球形氧化铝，能够获得低钠铁含量的球形氧化铝产品，具有优良的耐电压性能，能提供优良的绝缘导热性能，能够满足更高绝缘导热需求的电子产品使用。

一种球形氧化铝的制备方法及其球形氧化铝

来自中纳电子科技连云港有限公司的徐伟等利用碱法提纯法得到易溶氢氧化铝，添加盐酸制备高纯三氯化铝溶液后添加高纯铝锭，利用反应放热聚合反应为高纯聚氯化铝溶液，该过程不需加压加热，聚合反应易于进行，随后向生成液添加氨水调整pH值，使溶液中的氢氧化铝逐步析出，待氢氧化铝在溶液中完全沉淀后进行逆流洗涤和液固分离，在此过程添加SAA，可改善过滤物的疏水性能，并在后续烘干煅烧过程生成低密双孔结构大孔容r球形活性氧化铝和原晶纳米易烧结阿尔法氧化铝。

一种酸碱电化双串制备纳米大孔低密球形氧化铝的方法

来自山东亿莱盛新材料科技有限公司、淄博启明星新材料股份有限公司、山东合创明业精细陶瓷有限公司、淄博星澳新材料研究院有限公司的吴事江、林杨等人以工业氧化铝或氢氧化铝为主要原料，将工业氧化铝或氢氧化铝、水、分散剂、除钠剂、粘结剂混合球磨配制成料浆，然后经过离心喷塔雾化干燥制成球形造粒粉，最后将得到球形造粒粉进行煅烧，制得低钠球形氧化铝粉。

来自中铝山东有限公司的吴春正等人发明制备的球形氧化铝表面光滑、圆球度高、孔体积大且均匀、孔径可调、比表面较大，机械强度高；原料来源广、成本低、制备工艺简单；有利于实现工业化生产。

一种球形氧化铝及其制备方法

来自黄淮学院的白柳杨等人发明了一种热等离子体制备亚微米级球形氧化铝粉体的方法。该方法简单易行、产品质量高、环境污染少、成本低廉，所制备的氧化铝粉体纯度高、粒径均匀、颗粒尺寸为亚微米、形状为球形，能满足锂离子电池陶瓷隔膜的特定需求。

一种热等离子体制备亚微米级球形氧化铝粉体的方法

小结

新能源汽车和5G行业热管理领域对高端导热填料的需求正处于上升和爆发期。作为导热核心材料的球形氧化铝市场需求火热，近年增长速度预计在50%以上。如何利用一种简单、易行的手段制备球形度高、粒径细且均匀、分散好且适于大规模生产的球形氧化铝粉体仍然是国内企业需要重点关注的研究热点。

参考资料：

金融界.电子行业研究：导热填料必不可少 球形氧化铝市场值得关注

欧阳玉阁.球形氧化铝粉体在陶瓷和导热复合材料上的应用研究

刘洁.超细球形氧化铝的制备及其粒度与晶型的控制

刘红宇等.球形氧化铝的制备方法评述

联瑞新材公告、天际智慧、国家知识产权局、中国粉体网等。