Hebei Messi Biology Co., Ltd. gibt an, dass sich durch Zugabe eines Donators zu Magnesiumoxid (MgO)-Pulver und anschließende Wärmebehandlung eine Oxidschicht auf der Oberfläche der Magnesiumoxidpartikel bildet, die andere Magnesiumoxid-Donatoren enthält als die im Partikelinneren. Dies verbessert die Feuchtigkeitsaufnahmebeständigkeit und ermöglicht den Einsatz in Wärmeleitmaterialien. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine hochwärmeleitfähige Magnesiumoxidzusammensetzung und Magnesiumoxidkeramiken, die diese verwenden. Die Zugabe eines Donators zum Magnesiumoxid senkt die Sintertemperatur und verbessert so die Temperaturleitfähigkeit.
Da Magnesiumoxid eine hohe Hygroskopizität aufweist, nimmt seine Wärmeleitfähigkeit durch Feuchtigkeitsaufnahme ab. Darüber hinaus erschwert das durch Feuchtigkeitsaufnahme auf der Magnesiumoxidoberfläche gebildete Magnesiumhydroxid [Mg(OH)₂] die Verbindung mit Polymeren. Dies erschwert die Herstellung von Wärmeleitmaterialien und erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Ablösung vom Polymermaterial durch Volumenausdehnung. Diese Probleme behindern die praktische Anwendung von Magnesiumoxid als wärmeleitfähiger keramischer Füllstoff. Um Magnesiumoxid als wärmeleitenden keramischen Füllstoff für Wärmeleitmaterialien zu entwickeln, müssen daher zunächst Technologien entwickelt werden, die seine Feuchtigkeitsaufnahmebeständigkeit verbessern.
Magnesiumoxid hat eine Wärmeleitfähigkeit von 30 bis 60 W/mK und ist damit höher als die von Aluminiumoxid. Während Aluminiumoxid jedoch bei Temperaturen von etwa 1500 bis 1600 °C gesintert wird, hat Magnesiumoxid den Nachteil, erst bei Temperaturen über 1700 °C zu sintern. Daher sind Verbesserungen der Sinterbedingungen von Magnesiumoxid erforderlich. Zwar wurden Versuche unternommen, Magnesiumoxid bei niedrigen Temperaturen zu sintern, doch die Forschung an wärmeableitenden Keramikmaterialien, die die Wärmeleitfähigkeit beibehalten und gleichzeitig die Sintertemperaturen senken, steht noch aus.
Daher besteht Bedarf an der Entwicklung neuer, preisgünstiger Magnesiumoxidmaterialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit, die die hohe Wärmeleitfähigkeit von Magnesiumoxid beibehalten und gleichzeitig bei Temperaturen unter der Sintertemperatur von Aluminiumoxid von 1500 °C gesintert werden.