新闻摘要:通常，氧化镁以片状晶体形式存在，然而，一些特殊的形貌在许多方面具有有效的应用。特别是球形氧化镁，它在许多领域中都表现出优良的性能，如色谱法中作为固定相材料，可以作为有毒物质的吸附材料，还可以添加到塑料中以提高其导热性。
一、概述
通常，氧化镁以片状晶体形式存在，然而，一些特殊的形貌在许多方面具有有效的应用。特别是球形氧化镁，它在许多领域中都表现出优良的性能，如色谱法中作为固定相材料，可以作为有毒物质的吸附材料，还可以添加到塑料中以提高其导热性。
二、导热填料的类型
聚合物材料的导热率通常较低，大部分常见材料的热导率在0.3W/m·K左右。因此，为了提高聚合物的导热性能，需要在其中填充导热填料。通过均匀混合导热系数较高的填料和聚合物基体，可以形成相互接触的导热网链，从而改善聚合物的导热性能。
导热填料主要分为三种类型：炭基材料、金属材料和非金属无机材料。
1、炭基材料
一些炭基材料的导热率明显高于金属材料和非金属无机材料。由于其微观结构独特，炭基材料的导热性能具有各向异性。以石墨为例，它具有典型的层状结构，通过电子和声子的双重机制进行热传导，因此具有较好的导热性能和较低的价格。
2、金属材料
金属材料是公认的优良导热体，不仅在填充聚合物材料方面，而且在航天、机械制造等领域都有广泛应用。金属材料内部存在大量的自由电子，这些自由电子的自由移动是金属材料导热的主要机制。然而，由于金属材料的密度较大，与高分子聚合材料的混合难度较大，这限制了它在高分子材料导热填料方面的应用。
3、非金属无机材料
非金属无机材料主要以声子导热为主，其导热系数一般低于炭基材料和金属材料。但是这些材料通常具有较好的绝缘性，这一点是其他材料不可及的。常见的非金属无机填料包括金属氮化物如BN、AlN和金属氧化物如MgO、Al2O3等。
在氧化物中，常用的填料是氧化铝和氧化镁。虽然氧化铝的导热性能较低，但其成本不高，因此在应用中较为广泛。相比之下，氧化镁的导热系数虽然低于氮化硼，但高于氧化铝，且成本较低，因此在导热填料方面的应用越来越受到关注。
三、不同填料形貌对导热性能的影响
在棒状或具有一定长径比的片状结构填料中加入聚合物材料，有助于形成导热网链，从而提高复合材料的导热性能。然而，这种类型的填料在加工过程中会发生取向分布，即棒状结构的方向不一致，这会导致复合材料的导热性能产生各向异性，加工方向的导热系数远高于垂直加工方向的导热系数。因此，设计并生产填料的取向尽可能一致是提高复合材料导热效率的关键。
相比之下，由于球形结构的各向同性，球形氧化镁填料对提高复合材料的导热性能具有显著优势。此外，球形氧化镁粉体颗粒的粒径较小且分布均匀，表面形貌规则，可以显著改善粉体的流动性和分散性，较好地消除团聚现象对性能的影响。因此，在设计和制备过程中使用球形氧化镁填料以增强复合材料的导热性能是非常明智的选择！
