[发明专利]LED蓝宝石用氧化铝粉末原料的烧结方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED蓝宝石用氧化铝粉末原料的烧结方法。

背景技术

照明作为能源消耗的主要部分，可以通过LED照明方式达到节能目的。LED蓝宝石是指用于制备LED衬底片的人造蓝宝石（氧化铝单晶）。作为LED衬底材料，蓝宝石晶体应当具有亚纳米级的超光滑表面，其翘曲度、弯曲度、总厚度变化量、晶向角度以及晶体内部应力等指标也应当符合要求。

蓝宝石晶体，是以氧化铝为原料，经过融化、长晶等步骤制备而成。制备得到作为LED衬底片的人造蓝宝石，必须采用密度均较高的氧化铝原料。

高纯氧化铝粉末容易获得，但因其为粉体材料，密度低，比表面大，气体吸附较多，会影响蓝宝石晶体生长，制备的蓝宝石晶体存在气泡等缺陷，无法达到长晶需求；采取等静压压制或者简单的烧结方法（如，用马弗炉烧结）可以提高氧化铝粉末的密度，但是密度仍然较低，无法达到长晶需求。用火焰法对粉末进行烧结形成高密度的块料，即采用氢氧焰将氧化铝粉末熔融，然后自行结晶凝结成块，可以制备得到密度高达约3.9克/厘米³的块材，但是，火焰法操作的危险性高，生产过程需要用到高纯氢气，每公斤原料的生产需要约100元左右的氢气，生产成本也非常高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种新的LED蓝宝石用氧化铝粉末原料的烧结方法及该方法制得的氧化铝块体。

本发明LED蓝宝石用氧化铝粉末原料的烧结方法，它包括如下步骤：

a、取氧化铝粉末，压制，得氧化铝毛坯；

b、将步骤a制得的氧化铝毛坯用微波烧结，微波频率为2.45GHz，升温至1400~2100℃，烧结1min~10h，即可。

其中，步骤a所述压制为等静压压制，压力为350MPa。

其中，所述步骤b中，升温至1500℃，烧结10min。

其中，所述步骤b中，升温的速度为100℃/min，

本发明前述烧结方法制备的烧结后的氧化铝块体。其中，氧化铝块体的密度为3.7~3.98g/cm³。

本发明使用微波烧结方法处理氧化铝粉末，在本发明提供参数条件下，既能制备得到高密度的氧化铝块体，用于制备蓝宝石，进而制成LED衬底材料，又不需要使用高纯氢气烧结，耗能低，操作简单安全，成本低廉。

显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。

以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

附图说明

图1  微波烧结氧化铝粉末示意图。

具体实施方式

实施例1  本发明LED蓝宝石用氧化铝粉末原料的烧结方法

a、取氧化铝粉末，经过350MPa等静压后形成密实的球体；

b、将步骤a制得的氧化铝毛坯用微波烧结，微波频率为2.45GHz，升温过程为100℃/min，升温至1400℃，烧结10h，即可。

实施例2  本发明LED蓝宝石用氧化铝粉末原料的烧结方法

a、取氧化铝粉末，经过350MPa等静压后形成密实的球体；

b、将步骤a制得的氧化铝毛坯用微波烧结，微波频率为2.45GHz，升温至2100℃，升温过程为100℃/min，烧结1min，即可。

实施例3  本发明LED蓝宝石用氧化铝粉末原料的烧结方法

a、取氧化铝粉末，经过350MPa等静压后形成密实的球体；

b、将步骤a制得的氧化铝毛坯用微波烧结，微波频率为2.45GHz，升温至1500℃，升温过程为100℃/min，烧结10min，即可。

以下用实验例的方式说明本发明有益效果：

实验例1  本发明烧结方法制备的氧化铝块体

1、制备方法

本发明方法：取氧化铝粉末，经过350MPa等静压后形成密实的球体，如图1所示，载入可旋转多模微波腔中，调节频率为2.45GHz，升温过程为100℃/min，升温至1500℃微波烧结约10分钟，即制得氧化铝块体。

传统制备方法：将氧化铝粉末经过350MPa等静压后形成密实的球体，放入马弗炉中烧结，升温过程为200℃/h，升温至1800℃后保持2个小时，即制得氧化铝块体。

2、检测