導熱凝膠是一種具有半固體特性的導熱材料，廣泛應用于電子設備中的熱管理。根據其化學組成，導熱凝膠可分為硅系和非硅系兩大類。硅系導熱凝膠主要由基礎硅油、交聯劑、擴鏈劑和導熱填料組成，其中基礎硅油包括二甲基硅油、乙基硅油、羥基硅油等多種類型。非硅系導熱凝膠則以樹脂為基礎材料。
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為了提升導熱凝膠的導熱性能，有兩種主要方法：一是通過改變聚合物分子鏈的結構和排列來提高其固有導熱性，但這種方法工藝復雜，成本較高，難以廣泛推廣；二是將高導熱填料加入聚合物基體中，制備填充型導熱復合材料，這是目前最常用的方法。 導熱填料的加入對于實現導熱凝膠的高導熱性能至關重要。導熱填料的種類、含量、尺寸和形狀都會對導熱凝膠的熱導率產生顯著影響。此外，填料的結構、空間排列以及取向也會對導熱凝膠的熱導率產生一定的影響。
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導熱凝膠的導熱機理基于熱動力學理論，即固體物質中的熱傳導是通過微觀粒子的熱振動來實現的。微觀粒子的載流子主要包括電子、光子和聲子。將高導熱填料加入聚合物中是提高其導熱性的有效方法。填充型導熱復合材料的熱傳導機理主要包括熱傳導途徑理論、熱傳導滲流理論和熱彈性系數理論。 根據熱傳導途徑理論，導熱填料在聚合物基體中通過相互接觸和重疊形成連續的傳熱路徑。在填料含量較小時，填料顆粒與基體之間形成海島結構，填料顆粒像島嶼一樣分布在基體中，很難相互接觸和重疊，無法形成有效的傳熱路徑，導致復合材料的熱導率較小。隨著導熱填料含量的增大，填料顆粒之間相互接觸和重疊，逐漸建立起連續的傳熱路徑，從而明顯改善復合材料的導熱性能。
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