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热界面材料(Thermal Interface Materials, TIM)是解决电子元件散热安全问题的关键材料,其主要功能是减小发热元件与散热器组件间接触热阻,提高热传导效率,使散热器的功效得以完全发挥。制造高性能弹性体TIM的关键难题在于高导热和低模量难于兼顾。本论文针对这一问题,开展了对导热填料(Al2O3)表面等离子体改性工艺,及其对SiR/Al2O3填料网络结构、模量和导热性能影响的研究,并对填充型导热复合材料的机理进行新的发展,具体如下：1.在应用硅烷偶联剂改性氧化铝时发现,KH-570比KH-550具有更好的改性效果,将低温等离子体处理与KH-570并用时,可进一步提高改性效果,但无法满足应用要求。2.发明了一种导热填料氧化铝粒子表面改性工艺——先用液体硅橡胶包覆,再经低温等离子体处理,应用高分辨投射电镜(HRTEM)、红外光谱(FTIR)、X光电子能谱(XPS)和热重分析(TGA)对改性氧化铝进行了表征,证实该工艺可在Al2O3颗粒表面形成一层厚度为几纳米的LSR薄膜。LSR包覆量与等离子体处理功率、处理时间密切相关。当等离子体处理功率为90W,处理时间为2h时,LSR的牢固包覆率最大。制备了SiR/Al2O3高填充复合材料,应用RPA研究了复合材料的Payne效应,发现在Al2O3表面包覆LSR纳米层,可显著削弱填料网络结构,大幅度降低复合材料模量；而且复合材料的导热性与填充表面改性氧化铝基本相同。3.采用SEM、RPA对比研究了不同填充量的SiR/改性A1203和SiR/未改性A1203复合材料中的填料分散、界面和Payne效应,证实了填料表面包覆LSR纳米层避免填料之间直接接触是导致SiR/改性Al203复合材料填料网络结构显著削弱,模量大幅降低的主要原因。填充表面改性氧化铝和未改性氧化铝的SiR复合材料的导热性随填料用量的变化呈现出完全相同的规律。据此提出了不同于传统复合材料导热机理的新观点,即Al2O3导热填料之间虽然被几纳米的LSR包覆层所隔离,没有直接接触,但仍可形成续的导热通路。