一种制备氧化铝多晶体的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于粉料加工成型领域，具体地，本发明涉及一种制备氧化铝多晶体的方 法。
【背景技术】
[0002] 随着高新技术的发展，LED蓝宝石单晶体生长领域，在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。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。
[0003] 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，Y粉料的a相含量在98%以上，Y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，压制做成的饼料工艺繁杂，而任 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，饼料的形状、密度大小 各异，无法用于LED蓝宝石单晶领域。
[0004] 此外采用a-氧化铝粉作为原料生产氧化铝多晶体，增加了工艺流程，杂质的介 入不能保证了产品的纯度，产品成本偏高。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是，提供一种制备氧化铝多晶体的方法，该方法缩短了生产时间，降 低了生产能耗和生产成本，且不添加任何粘合剂，保证氧化铝单晶的纯度。
[0006] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0007] 一种制备氧化铝多晶体的方法，所述方法包括以下：
[0008] 1)在冷;t甘埚中加入厚度为80-150mm的高纯y-氧化铝粉，启动;t甘埚的水冷系统；
[0009] 2)使用水燃料等离子火焰机对坩埚内的高纯Y-氧化铝粉进行点燃，使坩埚内的 错粉形成恪炼池；
[0010] 3)启动坩埚外的高频线圈产生磁场，通过磁场对熔融的铝粉加热，使熔池进一步 得到扩大直至坩埚内的铝粉全部形成熔融的液体；
[0011] 4)启动坩埚动力系统，使坩埚移动，在移动过程中向坩埚内添加高纯Y-氧化铝 粉，直至坩埚移动到顶点位置，同时使坩埚内高纯氧化铝粉全部形成熔融的液体，保温 l-5min，冷却至室温得到氧化铝多晶体；
[0012] 5)氧化铝多晶体切害U、筛分、包装。
[0013] 优选地，所述高纯y-氧化铝粉的纯度> 99. 99 %，粒度在15-20ym，比表面积在 100-120 之间。
[0014] 优选地，所述步骤4)中，;t甘埚以5~100mm/min的速度向上移动。移动的过程中 添加物料目的是为了保证物料能够完全处于熔融状态，保证产品的纯度。
[0015] 本发明的点火条件仅需要纯水和220v的电源即可。
[0016] 现有的制备氧化铝粉多为单晶，而且密度大小不一，产品形状大小也不同，产品纯 度低，对下游客户（如蓝宝石行业）的应用很是不便；或者相似的工艺通过石墨或铝条进行 引燃，引燃不完全时就会产生杂质，影响产品的纯度。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：
[0018] 1、工艺流程简短，使用人力较少，降低了成本；
[0019] 2、使用水燃料等离子火焰机保证产品的纯度，提高了产品的附加值；
[0020] 3、生产的产品可以更好的得到下游客户的认可，这是饼料所不具备的；
[0021] 4、由于Y-氧化铝粉的活性高，降低了点燃所需的条件，能耗低。
[0022] 本发明制备的多晶由于经过一次熔化后，晶体内无气泡。
[0023] 本发明的制备多晶生产工艺短，可以减少杂质的介入，而且使用冷坩埚本身也有 一定的提纯作用，可以很好的保证纯度；能为下游客户提供便利，减短下游客户的工艺流 程。且使用等离子点火，可以杜绝在点火时介入的杂质，保证产品的纯度。
【具体实施方式】
[0024] 下面以【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0025] 实施例1
[0026] 一种制备氧化铝多晶体的方法，所述方法包括以下：
[0027] 1)在冷;t甘埚中加入厚度为80-150mm的高纯y-氧化铝粉（高纯y-氧化铝粉的 纯度> 99. 99%，粒度在15-20ym，比表面积在100-120之间），启动坩埚的水冷系统；
[0028] 2)使用水燃料等离子火焰机对坩埚内的高纯Y-氧化铝粉进行点燃，使坩埚内的 错粉形成恪炼池；
[0029] 3)启动坩埚外的高频线圈产生磁场，通过磁场对熔融的铝粉加热，使熔池进一步 得到扩大直至坩埚内的铝粉全部形成熔融的液体；
[0030] 4)启动坩埚动力系统，使坩埚以5~100mm/min的速度向上移动，在移动过程中向 坩埚内添加高纯Y-氧化铝粉，直至坩埚移动到顶点位置，同时使坩埚内高纯Y-氧化铝粉 全部形成熔融的液体，保温l_5min，冷却至室温得到氧化铝多晶体；
[0031] 5)氧化铝多晶体切害J、筛分、包装。
[0032] 效果对比
[0033] 采用本发明的方法制备的氧化铝多晶与采用饼料制备的氧化铝晶体对比可知，饼 料制备的氧化铝晶体的密度为3. 0-3. 5g/cm3,而本发明的方法制备的氧化铝多晶密度在 3. 6-3. 8g/cm晶。
[0034] 采用本发明的方法制备的氧化铝多晶与采用饼料制备的氧化铝晶体纯度对比如 表1所示。
[0035] 表1纯度对比结果
【主权项】
1. 一种制备氧化铝多晶体的方法，所述方法包括以下： 1) 在冷i甘埚中加入厚度为80-150mm的高纯y-氧化铝粉，启动i甘埚的水冷系统； 2) 使用水燃料等离子火焰机对坩埚内的高纯Y-氧化铝粉进行点燃，使坩埚内的铝粉 形成熔炼池； 3) 启动坩埚外的高频线圈产生磁场，通过磁场对熔融的铝粉加热，使熔炼池进一步得 到扩大直至坩埚内的铝粉全部形成熔融的液体； 4) 启动坩埚动力系统，使坩埚移动，在移动过程中向坩埚内添加高纯Y-氧化铝粉， 直至坩埚移动到顶点位置，同时使坩埚内高纯Y-氧化铝粉全部形成熔融的液体，保温 l-5min，冷却至室温得到氧化铝多晶体； 5) 氧化铝多晶体切割、筛分、包装。
2. 根据权利要求1所述的制备氧化铝多晶体的方法，其特征在于，所述高纯Y_氧化铝 粉的纯度> 99. 99%，粒度在15-20ym，比表面积在100-120之间。
3. 根据权利要求1所述的制备氧化铝多晶体的方法，其特征在于，所述步骤4)中，坩埚 以5~100mm/min的速度向上移动。
4. 根据权利要求1所述的制备氧化铝多晶体的方法，其特征在于，所述步骤5)制备的 氧化铝多晶体密度在3. 6-3. 8g/cm3。
【专利摘要】本发明公开了一种制备氧化铝多晶体的方法，所述方法包括以下：1)在冷坩埚中加入厚度为80-150mm的高纯γ-氧化铝粉，启动坩埚的水冷系统；2)使用水燃料等离子火焰机对坩埚内的高纯γ-氧化铝粉进行点燃，使铝粉形成熔炼池；3)启动坩埚外的高频线圈产生磁场，加热，使熔池进一步得到扩大直至坩埚内的铝粉全部形成熔融的液体；4)坩埚向上移动过程中向坩埚内添加高纯γ-氧化铝粉，直至坩埚移动到顶点位置，同时使坩埚内高纯γ-氧化铝粉全部形成熔融的液体，保温1-5min，冷却至室温得到氧化铝多晶体；5)氧化铝多晶体切割、筛分、包装。本发明缩短了生产时间，降低了生产能耗和生产成本，且不添加任何粘合剂，保证氧化铝单晶的纯度。
【IPC分类】C30B28-04, C30B29-20
【公开号】CN104790034
【申请号】CN201510084061
【发明人】任红波, 刘江华, 刘冠华
【申请人】青海圣诺光电科技有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年2月16日