LED用高純氧化鋁粉體的細化與燒結工藝的研究.pdf

1、高純氧化鋁粉體是指純度在99.99％以上、粒度均勻的氧化鋁粉體材料，具有優(yōu)良的物理、化學、光學、力學和熱學性能，已經被廣泛應用于化工、電子、機械、特種陶瓷等眾多領域，其在照明和半導體行業(yè)中的重要作用也日益突出。高純氧化鋁粉體是制備LED用藍寶石襯底的基礎材料。隨著全球能源緊缺和環(huán)境污染問題的日益嚴峻以及LED產業(yè)的快速發(fā)展，降低LED用高純氧化鋁粉體的燒結溫度和制備成本，對于提高該行業(yè)的綠色環(huán)保意識具有重要的現實意義。
　　目前，

2、國外制備高純氧化鋁粉體的技術已經成熟，法國Baikowski、日本住友化學工業(yè)和大明化學等公司生產的氧化鋁粉體高純超細、粒徑分布窄且無硬團聚，廣泛應用于全球高端氧化鋁產品的生產，我國生產高端氧化鋁產品的原料氧化鋁粉體主要依賴進口。自2000年以來，國內已經開始重視高純氧化鋁粉體的研發(fā)，但到目前為止，制備高純超細氧化鋁粉體的技術仍然相對落后。大連海藍光電材料有限公司率先在國內確立了采用有機醇鹽水解法制備高純氧化鋁的生產工藝，粉體純度可以達

3、到99.999％，但粉體顆粒較大、粒徑分布寬且易團聚，影響了高純氧化鋁粉體的應用。因此，在保證粉體純度的基礎上，探索超細氧化鋁粉體的制備工藝技術成為國內眾多企業(yè)的追求目標。
　　采用傳統的球磨粉碎方法對高純氧化鋁粉體進行細化，粉碎效果差、生產效率低、且會導致粉體純度降低。為了獲得高純超細氧化鋁粉體，本文采用先進的干式連續(xù)超微粉碎技術對大連海藍光電材料有限公司生產的高純氧化鋁粉體進行細化，討論了攪拌器轉速、研磨球添加量和助劑添加量對

4、粉碎效果和粉體性能的影響。通過SEM、BET、粒度分析、純度分析等分析手段對細化前后的高純氧化鋁粉體進行了表征。結果表明:設定合適的攪拌器轉速、研磨球添加量和助劑添加量，可以在保證粉體純度的同時獲得中位粒徑約130nm、粒徑分布窄、分散性好的細化高純氧化鋁粉體。
　　本文對最佳粉碎工藝下所得細化粉體和原料粉進行常壓燒結，主要討論了燒結溫度、保溫時間、成型條件對燒結塊體致密度的影響，并確定了優(yōu)化的燒結工藝方案。此外，作為拓展研究，分

5、析了細化前后高純氧化鋁粉體的高溫燒結性能。結果表明:選用細化粉體、采用冷等靜壓成型、適當延長保溫時間都可以達到降低燒結溫度的效果。在1500℃、1600℃和1700℃下對細化前后的粉體進行燒結，在相同燒結溫度下，隨著粉體粒度的下降和均勻化，燒結塊體的致密度提高、力學性能增強。
　　本課題研究粉體細化工藝和燒結工藝的目的在于，降低利用高純氧化鋁粉體制備餅狀塊體的燒結溫度，實現節(jié)能減排。為此，本文利用Kanthal功率-體積經驗曲線，