5G时代的变革引发了导热凝胶和导热垫片的升级，10~12W/mK的凝胶/垫片成为了电子行业的新趋势。氮化铝（AlN）粉末具有极好的导热性能和绝缘性能，经常被用作导热填料以提高凝胶和垫片的导热性能。然而，AlN稳定性较差，在常温下遇水易水解，导致材料的导热性能变差。因此，如何克服氮化铝的易水解性，已成为近年来导热材料领域的一个研究热点。

水解机理

氮化铝AlN的表面极为活泼，吸潮后非常容易水解产生Al(OH)3，造成声子通路中断严重影响热量传导。

AlN+3H₂O=Al(OH)₃↓+NH₃↑

做为电子级材料，需要经过双85高温高湿的考验才算合格，因此氮化铝易水解问题不解决就没办法转化为生产力。

如何判断氮化铝已经水解？

由于粉末水解后会产生氨气，氨气在水中会电离出NH⁺和OH^-，溶液中的pH值会发生变化，因此pH值是表征AlN水解程度的一个重要指标。

此外，用XRD可进行AlN水解前后的物相分析，用于定性判断水解后是否有新物相产生、判断水解的产物及水解的程度。用TEM除了可以用于形貌分析外还可以分析产物的晶体结构。AlN粉末水解产生氨气，因此原粉末会产生损失，所以测定AlN粉末水解前后的含量也是衡量水解程度的一个重要指标。用SEM可以观察水解前后AlN粉末颗粒的形貌，根据形貌的变化可以定性的判断水解的程度。

如何处理氮化铝的水解问题？

抑制AlN粉末的水解处理主要是借助化学键或物理吸附作用在AlN颗粒表面涂覆一种物质，使之与水隔离，从而避免其水解反应的发生。抑制水解处理的方法主要有：表面化学改性和表面物理包覆。

1、表面化学改性

表面化学改性是指通过化学方法，使AlN颗粒与表面改性剂发生化学反应，从而在AlN颗粒表面形成保护层，使其表面钝化来改善AlN的表面性能。AlN粉末表面化学改性的方法主要有：偶联剂改性、偶联接枝共聚改性、表面氧化改性、表面活性剂改性。

金戈新材采用特定的表面处理剂对氮化铝进行化学改性，并配合生产工艺调整，推出了一系列耐水解球形氮化铝产品。该系列产品具有球形致密结构，粒径单一，高导热、耐水解等优势，在8~12W/mK的凝胶/垫片中得到良好应用。（想知道更多耐水解氮化铝信息，可点击右下方客服咨询，或致电0757-87572711）

2、表面物理包覆改性

（1）液相包覆改性

在AlN粉末悬浮液中加入改性剂，通过机械搅拌在AlN粉末的表面形成涂覆层，包覆物与AlN颗粒表面无化学反应，而是依靠吸附作用或范德华力连接。

（2）气相沉积改性

利用物质易升华性，通过加热，使之升华，然后凝聚沉积在AlN颗粒的表面，提高AlN粉末的抗水解能力。如利用SiO(s)固体粉末的易升华性对AlN粉末进行改性，在Al₂O₃坩埚中填充AlN粉末、SiO(s)、碳毡和石墨板，升温加热使SiO(s)升华，在AlN颗粒表面形成保护层。

此外，还有利用强酸改性剂，采用机械球磨法与AlN粉末混合，不仅不需要高温条件，而且重复性好，可显著提高AlN粉末的抗水解能力，还能使AlN粉末在水中具有更好的分散性和稳定性，有利于得到高固相含量的AlN陶瓷浆料。

各种方法处理都能对氮化铝粉末的抗水化性能起到改善作用，也各有其优点与局限性，例如，用于制作陶瓷的氮化铝粉体要求具有较高的纯度，表面处理引入的硅等杂质会在烧结过程中带入陶瓷基体内，对陶瓷热导率造成不利影响，此时只能采用有机酸或者热处理氧化法。而用于制造导热界面材料使用的填料粉末，要求粉体与硅油、硅胶等具有良好的相容性，以获得高的填充量，混合均匀性，保证其成形性能及施工性能，此时采用硅烷体系处理时更合适。如果采用将几种处理方式相结合的方法，对粉体进行表面处理，可能得到更好的效果，需要结合实际应用进行评估。