在我們日常生活中一提到導熱材料，多數的人都是第一時間想到金屬材料，因為大多數金屬材料都是熱的優良導體。本文主要介紹的是目前主流的非高導熱金屬材料，特別是氧化物為主的各種非金屬導熱材料。
目前使用的非金屬導熱材料最多的主要為氧化鋁、氧化矽、氧化鋅、氮化鋁、氮化硼、碳化矽、石墨等。在電子電路、導熱高分子材料行業尤其是以微米氧化鋁、矽微粉為主體，奈米氧化鋁，氮化物作為高導熱領域的填充粉體；而氧化鋅大多作為導熱膏（導熱矽脂）填料用。
以下是部分非金屬材料的導熱係數列表（此表是相同條件下的測量值，同種材料不同環境下測試數值也會有所不同）：
|
材料名稱 |
導熱係數（W/m.k） | 材料名稱 |
導熱係數（W/m.k） |
材料名稱 |
導熱係數（W/m.k） |
|
Si |
150 |
ABS |
0.25 |
金 |
317 |
|
SiO2 |
25 |
PA |
0.25 |
銀 |
428 |
|
SiC |
90 |
PC |
0.2 |
純鋁 |
237 |
|
GaAs |
46 |
高密度矽膠 |
0.17 |
純銅 |
401 |
|
GaP |
77 |
純矽膠 |
0.35 |
鋼 |
36~54 |
氧化鈹 |
270 |
PP+25%玻纖 |
0.25 |
鑄鐵 |
42~90 |
|
AlN |
150 |
軟質PVC |
0.14 |
橡膠 |
0.19~0.26 |
|
Al2O3 |
45 |
硬質PVC |
0.17 |
耐火磚 |
1.06 |
|
氮化硼 |
125 |
玻璃 |
0.5~1.0 |
水泥沙 |
0.9~1.25 |
|
石墨 |
129 |
LDPE |
0.33 |
瓷磚 |
1.99 |
|
氧化鋅 |
29 |
泡沫 |
0.045 | 不鏽鋼 |
17 |
以下給大家列舉了幾種常用非金屬導熱材料的優缺點簡介：
1、氮化鋁（AlN）
優點：導熱係數非常高，熱膨脹係數小，是良好的耐熱導熱衝擊材料。目前大多被用作高溫結構件熱交換器材料。而單晶體導熱效能更可高達275 W/m.K
缺點：價格昂貴，通常每公斤在千元以上。氮化鋁吸潮後會與水反應會水解AlN+3H20=Al(OH)3+NH3 ，水解產生的Al(OH)3會使導熱通路產生中斷，進而影響聲子的傳遞，因此做成製品後熱導率偏低。即使用矽烷偶聯劑進行表面處理，也不能保證100%填料表面被包覆。單純使用氮化鋁，雖然可以達到較高的熱導率，但體系粘度極具上升，嚴重限制了產品的應用領域。
2、氮化硼（BN）
優點：導熱效能出眾，性質穩定。BN不僅其結構而且其效能也與石墨極為相似，且自身潔白，所以俗稱：白石墨。硬度僅次於金剛石，是一種超硬材料。
3、碳化矽（SiC）
優點：碳化矽（SiC）是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生產綠色碳化矽時需要加食鹽）等原料透過電阻爐高溫冶煉而成。抗氧化性較好，化學性質穩定。
缺點：合成過程中產生的碳及石墨難以去除，導致產品純度較低，電導率高，不適合電子用膠。密度大，在有機矽類膠中易沉澱分層，影響產品應用。環氧膠中較為適用。
4、α-氧化鋁 （針狀）
優點：所有氧化鋁中最穩定的物相。 晶體粒度分佈均勻、純度高、高分散。其比表面低，具有耐高溫的惰性。價格實惠。
缺點：新增量低，在液體矽膠中，普通針狀氧化鋁的最大新增量一般為300份左右，所得產品導熱率有限。
5、α-氧化鋁（球形）
優點：填充量大，在液體矽膠中，球形氧化鋁最大可新增到600~800份，所得製品導熱率高。
缺點：價格較貴，但低於氮化硼和氮化鋁。
6、氧化鋅（ZnO）
優點：粒徑及均勻性很好，適合作為生產導熱矽脂的原料成分。
缺點：導熱性偏低，不適合生產高導熱產品；質輕，增粘性較強，不適合灌封。
7、石英粉（結晶型）
優點：密度大，適合灌封；價格低，適合大量填充，降低成本。
缺點：導熱性偏低，不適合生產高導熱產品。密度較高，可能產生分層。
透過上述的詳細講述，大家應該知道不同填料有各自特點，選擇填料時應充分利用各填料的優點，採用幾種填料進行混合使用，發揮協同作用，既能達到較高的熱導率，又能有效的降低成本，同時保障填料與高分子的混溶性。