导热凝胶是一种具有半固体特性的导热材料，广泛应用于电子设备中的热管理。根据其化学组成，导热凝胶可分为硅系和非硅系两大类。硅系导热凝胶主要由基础硅油、交联剂、扩链剂和导热填料组成，其中基础硅油包括二甲基硅油、乙基硅油、羟基硅油等多种类型。非硅系导热凝胶则以树脂为基础材料。
为了提升导热凝胶的导热性能，有两种主要方法：一是通过改变聚合物分子链的结构和排列来提高其固有导热性，但这种方法工艺复杂，成本较高，难以广泛推广；二是将高导热填料加入聚合物基体中，制备填充型导热复合材料，这是目前最常用的方法。 导热填料的加入对于实现导热凝胶的高导热性能至关重要。导热填料的种类、含量、尺寸和形状都会对导热凝胶的热导率产生显著影响。此外，填料的结构、空间排列以及取向也会对导热凝胶的热导率产生一定的影响。
导热凝胶的导热机理基于热动力学理论，即固体物质中的热传导是通过微观粒子的热振动来实现的。微观粒子的载流子主要包括电子、光子和声子。将高导热填料加入聚合物中是提高其导热性的有效方法。填充型导热复合材料的热传导机理主要包括热传导途径理论、热传导渗流理论和热弹性系数理论。 根据热传导途径理论，导热填料在聚合物基体中通过相互接触和重叠形成连续的传热路径。在填料含量较小时，填料颗粒与基体之间形成海岛结构，填料颗粒像岛屿一样分布在基体中，很难相互接触和重叠，无法形成有效的传热路径，导致复合材料的热导率较小。随着导热填料含量的增大，填料颗粒之间相互接触和重叠，逐渐建立起连续的传热路径，从而明显改善复合材料的导热性能。
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