為什么氧化鋁陶瓷既可隔熱、又可導(dǎo)熱？在我們的常識(shí)中，保溫材料和導(dǎo)熱材料似乎應(yīng)該是兩種截然不同的東西。比如棉花是保溫的，可以做棉衣；鐵是導(dǎo)熱的，可以做炒鍋。反過(guò)來(lái)就不行。但是，在現(xiàn)實(shí)中，我們卻往往可以看到另外一種現(xiàn)象，就是同樣一種材料，可以用在保溫和導(dǎo)熱兩種似乎完全相反的場(chǎng)景。比如氧化鋁陶瓷就是這樣，既可做成隔熱磚，用在高溫窯爐中；也可以做成散熱器，用在電子產(chǎn)品比如LED燈上。

　　按理說(shuō)，作為隔熱材料，要求的是熱導(dǎo)率低；而作為散熱材料，要求的熱導(dǎo)率高。難道同一種材料，熱導(dǎo)率可以隨時(shí)變化不成？

　　要回答這個(gè)問(wèn)題，得從兩個(gè)方面看。

　　一個(gè)方面，的確就象上面提出的疑問(wèn)一樣，材料熱導(dǎo)率是會(huì)變化的。典型的就是不同溫度下熱導(dǎo)率不一樣。就以氧化鋁為例吧，隨著溫度的升高，熱導(dǎo)率會(huì)不斷下降。1200℃下的熱導(dǎo)率大概只有400℃下的熱導(dǎo)率的一半左右。不過(guò)，氧化鋁的熱導(dǎo)率不算小，常溫下有20-30W/m?K，就是跌去一大半，還有差不多10W/m?K，比很多材料的熱導(dǎo)率都要高。因此，這一點(diǎn)變化似乎不夠大，不足以解釋氧化鋁為什么既可隔熱又可導(dǎo)熱，需要更有說(shuō)服力的理由。

　　因此，就得看二個(gè)方面，也是主要的方面：氧化鋁既可隔熱又可導(dǎo)熱，是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的變化。也就是說(shuō)，氧化鋁陶瓷分別作為隔熱材料和導(dǎo)熱材料使作時(shí)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是不一樣的。

　　當(dāng)氧化鋁陶瓷做為隔熱材料時(shí)，其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)就是多孔、低密度。比如做成氧化鋁空心球磚。我們都知道，空氣的熱導(dǎo)率很低，所以氧化鋁空心球磚的熱導(dǎo)率也很低。可能有人會(huì)問(wèn)，既然空氣熱導(dǎo)率很低，那干脆就用空氣隔熱好了，干嘛要多此一舉，將空氣做到氧化鋁材料中呢？這是因?yàn)榭諝獾臒釋?dǎo)率雖然很低，卻無(wú)法阻止熱輻射，就象真空的熱導(dǎo)率為零，太陽(yáng)的熱量卻依然通過(guò)真空傳到地球上一樣。而多孔氧化鋁既阻隔了熱傳導(dǎo)，又阻隔了熱輻射，所以有能有效地起到隔熱保溫的作用。比如有研究報(bào)道說(shuō)一種氧化鋁微孔陶瓷密度只有0.6g/cm3，氣孔率達(dá)85%，1200℃下熱導(dǎo)率只有0.3W/m?K左右。

　　但當(dāng)氧化鋁做成導(dǎo)熱陶瓷時(shí)，要求就完全不同了。一要求就是密度要高，越高越好。密度高，氣孔就少，陶瓷晶粒的結(jié)合緊密，方便熱的傳導(dǎo)。二要求就是純度要高，純度越高，熱導(dǎo)率也越高。比如氧化鋁含量99%的陶瓷，熱導(dǎo)率可達(dá)~26W/m?K，而當(dāng)氧化鋁含量下降到95%時(shí)，熱導(dǎo)率就只有~20W/m?K。這是因?yàn)檠趸X含量低的陶瓷中，玻璃的成份會(huì)比較高，而玻璃的熱導(dǎo)率比較低，這就造成陶瓷整體的熱導(dǎo)率比較低。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，還得考慮成本。純度高的氧化鋁陶瓷雖然熱導(dǎo)率高，價(jià)格也高。所以根據(jù)產(chǎn)品的需求來(lái)選用氧化鋁陶瓷，不能一味追求高純度。

　　除了純度高、結(jié)構(gòu)致密，氧化鋁陶瓷做為散熱器使用時(shí)，往往對(duì)其外部形狀有特定的要求，比如做成LED散熱器時(shí)，往往會(huì)帶翅片結(jié)構(gòu)，以增大表面積，方便熱量向空氣散逸，從而可達(dá)到更好的散熱效果。更多詳詢請(qǐng)關(guān)注李衛(wèi)科普哦！