[发明专利]LED蓝宝石单晶用高纯氧化铝成型的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED蓝宝石单晶用高纯氧化铝成型的方法，具体涉及一种用高纯氧化铝在不添加任何粘合剂压制成型的方法。

背景技术

随着高新技术的发展，在LED蓝宝石单晶体生长领域，对高纯氧化铝的要求非常高，高纯氧化铝的纯度必须达到99.999以上，由于单晶生长炉的体积一般较小，无法使用粉料进行长晶，大多使用透明多晶块或氧化铝块料，传统工艺生产的块状高纯氧化铝在生产过程中大多使用粘合剂，因为任何粘合剂在煅烧后都存在微量杂质元素，致使块状氧化铝纯度下降，直接影响后续LED蓝宝石单晶体的品质，使单晶体出现晶格缺陷，无法后续进行LED蓝宝石衬底。

由于一般工业生产的高纯氧化铝粉，是将高纯氧化铝半成品在1300度窑炉温度下进行煅烧，粉料的α项含量在98%以上，γ相极低，致使氧化铝缺少活性。且传统工艺生产的块状高纯氧化铝在生产过程中大多使用粘合剂，因为任何粘合剂在煅烧后都存在微量杂质元素，致使块状氧化铝纯度下降，无法用于LED蓝宝石单晶领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种LED蓝宝石单晶用高纯氧化铝成型的方法，降低氧化铝的烧结温度，提高产品密度，缩短了生产时间，降低生产成本。不添加任何粘合剂，保证型状氧化铝的纯度不受污染，保证生产出的LED蓝宝石单晶体的单晶品质。

本发明所述的LED蓝宝石单晶用高纯氧化铝成型的方法，包括以下步骤：

（1）将高纯硫酸铝铵高温保温煅烧，出炉后在循环水下进行冷却，使烧结后的氧化铝粗粉，其中，α-Al₂O₃相含量在60-65%之间，γ-Al₂O₃相含量为35-40%；

（2）将烧结后的氧化铝粗粉经气流粉碎设备粉碎得到氧化铝超细粉料；

（3）直接将氧化铝粉料一次冲压成型，得到高纯氧化铝圆饼状素坯。

高纯硫酸铝铵为硫酸铝铵的纯度为99.999%以上。

高纯硫酸铝的煅烧温度1095-1105度。

高温保温煅烧时间为115-125分钟。

其中，步骤（1）提高氧化铝的自身活性。

循环水的温度为8-15度。

冷却时间是为50-70分钟。

粉碎后的氧化铝中α-Al₂O₃相粉料细度D50为0.15-0.2um，γ-Al₂O₃相粉料细度为50-60纳米。粉碎改变了高纯氧化铝的晶型排列结构，粉料中的γ相均匀分布在高纯氧化铝细粉中，使氧化铝的自身活性得到进一步提高。

冲压成型采用2000吨压机压制，压制压力在1800吨-1850吨。

步骤（1）和步骤（2）生产的高纯氧化铝细粉，由于γ-Al₂O₃相含量达到35-40%，使粉料的自身活性大大提高。

在该制备方法中γ-Al₂O₃相氧化铝作为添加剂。氧化铝粉中γ-Al₂O₃相氧化铝的含量在35-40%时，在压制成型过程中，纳米γ-Al₂O₃相氧化铝粉填充到微米氧化铝粉可以促进氧化铝制品的烧结，同时降低氧化铝的烧结温度，提高产品密度。

高纯氧化铝圆饼状素坯的直径60mm，厚度15-20mm，密度达到2.5g/cm³，产品中氧化铝的纯度为99.999%。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明不添加任何粘合剂，直接干压成型，保证了型状氧化铝的纯度不受污染，保证了生产出的LED蓝宝石单晶体的单晶品质，是LED蓝宝石单晶体生长领域替代国外进口高纯氧化铝的理想原材料。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

LED蓝宝石单晶用高纯氧化铝成型的方法如下：

将纯度99.999%的高纯硫酸铝铵在1100℃高温窑炉煅烧，保温120分钟煅烧，再出炉在10度循环水套下进行冷却60分钟，烧结后的粉料α-Al₂O₃相含量在65%之间；

将烧结后的氧化铝粗粉经气流粉碎设备粉碎得到氧化铝超细粉料；

直接将高纯氧化铝粉料一次冲压成型，得到高纯氧化铝圆饼状素坯。