一種制備氧化鋁多晶體的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于粉料加工成型領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種制備氧化鋁多晶體的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著高新技術(shù)的發(fā)展，LED藍(lán)寶石單晶體生長領(lǐng)域，在對高純氧化鋁的要求非常 高，高純氧化鋁的純度必須達(dá)到99. 999%以上。傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的塊狀高純氧化鋁在生產(chǎn) 過程中大多使用粘合劑，因為任何粘合劑在煅燒后都存在微量雜質(zhì)元素，致使塊狀氧化鋁 純度下降，直接影響后續(xù)LED藍(lán)寶石單晶體的品質(zhì)，使單晶體出現(xiàn)晶格缺陷，無法后續(xù)進(jìn)行 LED藍(lán)寶石襯底。
[0003] 由于一般工業(yè)生產(chǎn)的高純氧化鋁粉，是將高純氧化鋁半成品在1300度窯爐溫度 下進(jìn)行煅燒，Y粉料的a相含量在98%以上，Y相極低，致使氧化鋁缺少活性。且傳統(tǒng)工 藝生產(chǎn)的塊狀高純氧化鋁在生產(chǎn)過程中大多使用粘合劑，壓制做成的餅料工藝繁雜，而任 何粘合劑在煅燒后都存在微量雜質(zhì)元素，致使塊狀氧化鋁純度下降，餅料的形狀、密度大小 各異，無法用于LED藍(lán)寶石單晶領(lǐng)域。
[0004] 此外采用a-氧化鋁粉作為原料生產(chǎn)氧化鋁多晶體，增加了工藝流程，雜質(zhì)的介 入不能保證了產(chǎn)品的純度，產(chǎn)品成本偏高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是，提供一種制備氧化鋁多晶體的方法，該方法縮短了生產(chǎn)時間，降 低了生產(chǎn)能耗和生產(chǎn)成本，且不添加任何粘合劑，保證氧化鋁單晶的純度。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0007] 一種制備氧化鋁多晶體的方法，所述方法包括以下：
[0008] 1)在冷;t甘堝中加入厚度為80-150mm的高純y-氧化鋁粉，啟動;t甘堝的水冷系統(tǒng)；
[0009] 2)使用水燃料等離子火焰機(jī)對坩堝內(nèi)的高純Y-氧化鋁粉進(jìn)行點燃，使坩堝內(nèi)的 錯粉形成恪煉池；
[0010] 3)啟動坩堝外的高頻線圈產(chǎn)生磁場，通過磁場對熔融的鋁粉加熱，使熔池進(jìn)一步 得到擴(kuò)大直至坩堝內(nèi)的鋁粉全部形成熔融的液體；
[0011] 4)啟動坩堝動力系統(tǒng)，使坩堝移動，在移動過程中向坩堝內(nèi)添加高純Y-氧化鋁 粉，直至坩堝移動到頂點位置，同時使坩堝內(nèi)高純氧化鋁粉全部形成熔融的液體，保溫 l-5min，冷卻至室溫得到氧化鋁多晶體；
[0012] 5)氧化鋁多晶體切害U、篩分、包裝。
[0013] 優(yōu)選地，所述高純y-氧化鋁粉的純度> 99. 99 %，粒度在15-20ym，比表面積在 100-120 之間。
[0014] 優(yōu)選地，所述步驟4)中，;t甘堝以5~100mm/min的速度向上移動。移動的過程中 添加物料目的是為了保證物料能夠完全處于熔融狀態(tài)，保證產(chǎn)品的純度。
[0015] 本發(fā)明的點火條件僅需要純水和220v的電源即可。
[0016] 現(xiàn)有的制備氧化鋁粉多為單晶，而且密度大小不一，產(chǎn)品形狀大小也不同，產(chǎn)品純 度低，對下游客戶（如藍(lán)寶石行業(yè)）的應(yīng)用很是不便；或者相似的工藝通過石墨或鋁條進(jìn)行 引燃，引燃不完全時就會產(chǎn)生雜質(zhì)，影響產(chǎn)品的純度。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
[0018] 1、工藝流程簡短，使用人力較少，降低了成本；
[0019] 2、使用水燃料等離子火焰機(jī)保證產(chǎn)品的純度，提高了產(chǎn)品的附加值；
[0020] 3、生產(chǎn)的產(chǎn)品可以更好的得到下游客戶的認(rèn)可，這是餅料所不具備的；
[0021] 4、由于Y-氧化鋁粉的活性高，降低了點燃所需的條件，能耗低。
[0022] 本發(fā)明制備的多晶由于經(jīng)過一次熔化后，晶體內(nèi)無氣泡。
[0023] 本發(fā)明的制備多晶生產(chǎn)工藝短，可以減少雜質(zhì)的介入，而且使用冷坩堝本身也有 一定的提純作用，可以很好的保證純度；能為下游客戶提供便利，減短下游客戶的工藝流 程。且使用等離子點火，可以杜絕在點火時介入的雜質(zhì)，保證產(chǎn)品的純度。
【具體實施方式】
[0024] 下面以【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0025] 實施例1
[0026] 一種制備氧化鋁多晶體的方法，所述方法包括以下：
[0027] 1)在冷;t甘堝中加入厚度為80-150mm的高純y-氧化鋁粉（高純y-氧化鋁粉的 純度> 99. 99%，粒度在15-20ym，比表面積在100-120之間），啟動坩堝的水冷系統(tǒng)；
[0028] 2)使用水燃料等離子火焰機(jī)對坩堝內(nèi)的高純Y-氧化鋁粉進(jìn)行點燃，使坩堝內(nèi)的 錯粉形成恪煉池；
[0029] 3)啟動坩堝外的高頻線圈產(chǎn)生磁場，通過磁場對熔融的鋁粉加熱，使熔池進(jìn)一步 得到擴(kuò)大直至坩堝內(nèi)的鋁粉全部形成熔融的液體；
[0030] 4)啟動坩堝動力系統(tǒng)，使坩堝以5~100mm/min的速度向上移動，在移動過程中向 坩堝內(nèi)添加高純Y-氧化鋁粉，直至坩堝移動到頂點位置，同時使坩堝內(nèi)高純Y-氧化鋁粉 全部形成熔融的液體，保溫l_5min，冷卻至室溫得到氧化鋁多晶體；
[0031] 5)氧化鋁多晶體切害J、篩分、包裝。
[0032] 效果對比
[0033] 采用本發(fā)明的方法制備的氧化鋁多晶與采用餅料制備的氧化鋁晶體對比可知，餅 料制備的氧化鋁晶體的密度為3. 0-3. 5g/cm3,而本發(fā)明的方法制備的氧化鋁多晶密度在 3. 6-3. 8g/cm晶。
[0034] 采用本發(fā)明的方法制備的氧化鋁多晶與采用餅料制備的氧化鋁晶體純度對比如 表1所示。
[0035] 表1純度對比結(jié)果
【主權(quán)項】
1. 一種制備氧化鋁多晶體的方法，所述方法包括以下： 1) 在冷i甘堝中加入厚度為80-150mm的高純y-氧化鋁粉，啟動i甘堝的水冷系統(tǒng)； 2) 使用水燃料等離子火焰機(jī)對坩堝內(nèi)的高純Y-氧化鋁粉進(jìn)行點燃，使坩堝內(nèi)的鋁粉 形成熔煉池； 3) 啟動坩堝外的高頻線圈產(chǎn)生磁場，通過磁場對熔融的鋁粉加熱，使熔煉池進(jìn)一步得 到擴(kuò)大直至坩堝內(nèi)的鋁粉全部形成熔融的液體； 4) 啟動坩堝動力系統(tǒng)，使坩堝移動，在移動過程中向坩堝內(nèi)添加高純Y-氧化鋁粉， 直至坩堝移動到頂點位置，同時使坩堝內(nèi)高純Y-氧化鋁粉全部形成熔融的液體，保溫 l-5min，冷卻至室溫得到氧化鋁多晶體； 5) 氧化鋁多晶體切割、篩分、包裝。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備氧化鋁多晶體的方法，其特征在于，所述高純Y_氧化鋁 粉的純度> 99. 99%，粒度在15-20ym，比表面積在100-120之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備氧化鋁多晶體的方法，其特征在于，所述步驟4)中，坩堝 以5~100mm/min的速度向上移動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備氧化鋁多晶體的方法，其特征在于，所述步驟5)制備的 氧化鋁多晶體密度在3. 6-3. 8g/cm3。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備氧化鋁多晶體的方法，所述方法包括以下：1)在冷坩堝中加入厚度為80-150mm的高純γ-氧化鋁粉，啟動坩堝的水冷系統(tǒng)；2)使用水燃料等離子火焰機(jī)對坩堝內(nèi)的高純γ-氧化鋁粉進(jìn)行點燃，使鋁粉形成熔煉池；3)啟動坩堝外的高頻線圈產(chǎn)生磁場，加熱，使熔池進(jìn)一步得到擴(kuò)大直至坩堝內(nèi)的鋁粉全部形成熔融的液體；4)坩堝向上移動過程中向坩堝內(nèi)添加高純γ-氧化鋁粉，直至坩堝移動到頂點位置，同時使坩堝內(nèi)高純γ-氧化鋁粉全部形成熔融的液體，保溫1-5min，冷卻至室溫得到氧化鋁多晶體；5)氧化鋁多晶體切割、篩分、包裝。本發(fā)明縮短了生產(chǎn)時間，降低了生產(chǎn)能耗和生產(chǎn)成本，且不添加任何粘合劑，保證氧化鋁單晶的純度。
【IPC分類】C30B28-04, C30B29-20
【公開號】CN104790034
【申請?zhí)枴緾N201510084061
【發(fā)明人】任紅波, 劉江華, 劉冠華
【申請人】青海圣諾光電科技有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年2月16日