隨著現代科技的發展，許多行業對熱管理越發重視，因此不少新興的熱管理材料都被發掘了出來，金剛石就是其中之一——不僅擁有優秀的熱導率，而且還具備極高的硬度以及良好的絕緣性能，因此相較于石墨烯等材料來說更適用于絕緣應用領域。

金剛石的四面體結構

金剛石有天然與人造之分，但若想滿足電子元器件領域的大量需求，只靠自然界中天然鉆石是不現實也不可行的，必須要利用人工合成手段降低其生產成本，金剛石才有機會在熱管理領域獲得大規模應用。

談到人造金剛石，不得不提的就是元素六(Element Six)了。隸屬于戴比爾斯(DE BEERS)集團的它在人造金剛石和超硬材料領域的制造實力受到全球認可，是當之無愧的領導企業，七十多年來一直致力于利用人造金剛石的極致特性在量子光學、熱管理等領域開辟新的可能性。

為了方便大家對金剛石在熱管理領域中的應用現狀有更深入的了解，在2月18-19日于東莞舉辦的“2022年全國導熱粉體材料創新發展論壇”上，粉體圈邀請到了來自元素六的秦景霞(Nina Qin)博士為我們分享題為《金剛石在導熱材料領域應用的現狀與前景》的報告。具體她會討論些什么呢？可接著往下看↓

秦景霞經理

①人造金剛石制備工藝

材料制備工藝往往可以決定材料的應用上下限，金剛石也是如此。據秦博士介紹，目前人造金剛石制備工藝主要分兩種，一是微波輔助無摻雜CVD（化學氣相沉積法），能夠控制晶粒尺寸、晶粒純度和晶粒界面，從而生長出在特定應用上所需的目標熱導水平的高質量、高重復性的多晶塊狀金剛石，熱導率在1000W/MK-2200W/MK之間。

多晶 CVD 金剛石

二是HPHT（高溫高壓法）法，通過兩面頂或六面頂壓機能夠快速生長具有一定晶粒尺寸，一定晶粒純度的單晶金剛石顆粒，通過篩分，選擇性鍍覆處理，并于其他材料混合，從而制成在特定應用上散熱所需的復合導熱材料，熱導率從幾十到幾百w/mk不等。

高溫高壓合成的金剛石通常摻氮，因此具有獨特的黃色色調

②金剛石材料的熱應用

對于CVD金剛石，它目前的應用主要為：1.作為高頻應用的高功率密度散熱器；2.作為高頻高功率電阻。在光學和半導體封裝領域，CVD金剛石熱傳導率遠遠優于任何其他材料。當面對來自光電子、射頻功率放大器或通過使用電阻終端匹配高頻負載的高功率密度熱點的熱流時，CVD金剛石就能憑借這些特性幫助改善器件可靠性和提高器件處理功率。

至于金剛石粉體，由于第三代半導體，特別是大功率器件的封裝和連接需要優異的導熱性和可靠性，因此可以添加進金屬基材料中用作熱沉和散熱基板、制備金剛石凝膠、納米級的金剛石粉體還可以用于一級封裝連接材料。除此之外，金剛石微粉也正在進行導熱填料的相關研究。

除了以上兩大部分外，秦博士還會在報告中介紹不同的金剛石散熱產品（包括CVD金剛石的各種牌號和表征CVD材料熱性能的數學模型，金剛石粉體牌號和用于導熱材料的主要粒徑范圍，鍍覆介紹）以及金剛石導熱材料的市場前景。若對此感興趣的話，就千萬不要錯過這次導熱領域的盛會了噢！

粉體圈會務組

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