导热散热材料按功能定位可分为以下七大主类，每类下按材料化学属性或产品形态细分为若干子类。以下是完整分类与材料清单。
一、热界面材料（TIM）
用于填充发热元件与散热器之间的微观空隙，降低接触热阻。按产品形态分为：
1. 导热硅脂
基体：有机硅油（聚二甲基硅氧烷）或合成油（多元醇酯）。导热填料：氮化铝（AlN）、氧化锌（ZnO）、氮化硼（BN）、氧化铝（Al₂O₃）、碳化硅（SiC）、银粉、石墨、铝粉、金刚石粉末等。
2. 导热垫片
基体：有机硅橡胶或聚氨酯。填料同导热硅脂体系，具有压缩回弹性。
3. 导热凝胶
基体：有机硅或聚氨酯，填料以AlN、ZnO、BN为主，兼具硅脂的润湿性和垫片的弹性。
4. 导热胶粘剂
基体：环氧树脂、有机硅、聚氨酯。兼具粘接与导热功能，填料常用AlN、BN、Al₂O₃、银粉。
5. 导热灌封胶
基体：有机硅、聚氨酯、环氧树脂。用于封装电子模块，实现导热与绝缘保护一体化。
6. 相变热界面材料
利用相变潜热维持界面接触，填料体系与导热硅脂类似。
7. 金属焊料片
Ag、Sn、Bi、In、Pb及其合金。低熔点铝锡合金、镍基液态金属可与芯片金属化层形成连续金属热传通道，是AI先进封装的重要方向。
8. 液态金属
镓基合金、铟基合金、铋基合金。导热系数15—73 W/(m·K)，较传统硅脂提升5—10倍，导热效率可提高3—5倍。
9. 导热胶带
基体：聚酰亚胺、PET等薄膜，涂覆导热胶层。
二、高导热材料（本体导热）
用于制造散热器件本体或作为导热填料的本征高导热材料。
1. 金属类
铜（约401 W/(m·K)）、铝（约235 W/(m·K)）、铜合金、钽、银（约417 W/(m·K)）、金、镍等。
2. 碳基材料类
一维碳材料：碳纤维、碳纳米管（CNT，3100—3500 W/(m·K)）
二维碳材料：石墨烯（单层理论值5300 W/(m·K)）、高取向热解石墨（HOPG，>1500 W/(m·K)）
3. 陶瓷类
氮化铝（AlN） （170—250 W/(m·K)）、氮化硼（BN） 、碳化硅（SiC） 、氧化铝（Al₂O₃） 、氧化锌（ZnO） 、氮化硅（Si₃N₄） （80—90 W/(m·K)）。
4. 新型复合材料类
三、相变材料（PCM）
利用相变过程中的潜热实现温度调控。
1. 按相变形式分类
固-固相变材料：体积变化小
固-液相变材料：应用最广泛
固-气相变材料与液-气相变材料：体积变化大，工程中较少使用
2. 按化学成分分类
有机相变材料：石蜡类（正十八烷至正二十八烷等）、脂肪酸类（甲酸、乳酸、戊二酸、乙醇酸、丙烯酸等）、酯类（棕榈酸甲酯、二十烷酸甲酯等）、醇类（十六醇、甘油等）、酮类、芳香族化合物（百里酚、苯酚等）
无机相变材料：水合盐、熔盐、金属及合金
共晶相变材料：两种或多种组分组合，实现精确的特定熔点
复合相变材料：纳米颗粒增强的NePCM等
四、液冷工质
液冷系统的核心传热介质，按体系分为六大类：
1. 水基冷却液
去离子水、乙二醇水溶液、丙二醇水溶液。比热容大（水达4.2 kJ/(kg·K)），成本极低，技术最成熟，是冷板式液冷的主流选择。
2. 有机硅冷却液
硅油及改性硅油产品。极致绝缘，温域宽（-50℃至300℃+），但比热容不足水的1/3，粘度较高。
3. 合成油冷却液
碳氢合成油（PAO）、矿物油（MO）、合成酯（SYO）、天然酯（NE） 。性价比高，适合单相浸没式液冷。
4. 氟化液
全氟烃、全氟聚醚、HFO介电流体。化学稳定性高、介电常数低、流动性好，是浸没式液冷的理想冷媒，但成本极高（数百元/kg）。
5. 纳米流体
在基础液中添加纳米颗粒（金属或氧化物纳米颗粒）以增强导热性能。
6. 液态金属冷却介质
镓基、铟基、铋基合金。兼具高导热与宽温域特性，可用于微流道冷却系统。
五、散热结构材料
用于制造散热器本体和热量扩散的结构性材料。
1. 金属散热结构
铜及铜合金：铜基板、热管、均热板、冷板、鳍片
铝及铝合金：轻量化散热器、冷板
2. 均热板（VC）
外壳材料：铜、铝、不锈钢。内部毛细结构：沟槽式、粉末烧结式、网目式、纤维式。等效导热系数可达10000—50000 W/(m·K)，是纯铜的5—10倍以上。
3. 热管
管壳材料：铜、铝、不锈钢。内部结构：沟槽式、粉末烧结式、复合管、纤维式。导热系数可达10—100 KW/(m·K)。
4. 石墨散热膜
天然石墨膜
人工合成石墨膜
柔性石墨膜
单体厚石墨导热膜
多层复合石墨导热膜
5. 石墨烯散热膜
面内导热率最高可达2053 W/(m·K)。
6. 碳纳米管散热膜
以CNT为导热主体的薄膜材料。
六、陶瓷基板材料
用于功率电子封装的绝缘导热基板。
氮化铝（AlN）陶瓷基板：热导率170—250 W/(m·K)，是氧化铝的5—8倍
氮化硅（Si₃N₄）陶瓷基板：热导率80—90 W/(m·K)，机械强度最优，适用于高可靠性场景
氧化铝（Al₂O₃）陶瓷基板：传统基板材料，成本低，导热性有限
七、热电制冷材料（主动制冷）
基于Peltier效应实现主动冷却，按工作温度分为：
近室温热电材料：Bi₂Te₃基合金（Bi₂Te₃、Bi₂(Te,Se)₃ n型、(Bi,Sb)₂Te₃ p型）、Mg₂(Sb,Bi)₂基合金、IV-VI族合金。Bi₂Te₃合金在室温附近已主导商业应用超过六十年，无 rival
低温热电材料：BiSb合金、CsBi₂Te₆合金
中高温热电材料：SiGe合金、方钴矿、Half-Heusler合金
以上七大主类覆盖了从界面传热到本体导热、从被动散热到主动制冷、从风冷到液冷的完整技术路径。
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