一種高純度高密度氧化鋁棒料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬藍(lán)寶石長(zhǎng)晶原料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種高純度高密度氧化鋁棒料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]藍(lán)寶石是氧化鋁的單晶體，具有耐高溫、耐腐蝕、硬度大、透光性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子顯示屏、LED襯底、整流罩、窗口材料等高科技領(lǐng)域。近年來(lái)，隨著全球LED照明的推廣與普及，藍(lán)寶石晶體材料需求旺盛，直接帶動(dòng)高純氧化鋁的需求大幅增長(zhǎng)。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上應(yīng)用于藍(lán)寶石長(zhǎng)晶的高純氧化鋁原料按照形態(tài)主要分為顆粒料、餅料、多晶料等，其中用得較多的為餅料，在純度和密度方面，餅料已做的較好，但是其制備過(guò)程需要進(jìn)行多次模壓成型，每次只能壓制一小塊，制備工序復(fù)雜且加工量低，裝填到藍(lán)寶石長(zhǎng)晶爐時(shí)要一塊一塊裝，也不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是，為解決上述問(wèn)題，提供一種高純度高密度氧化鋁棒料的制備方法。
[0004]本發(fā)明的高純度高密度氧化鋁棒料的制備方法，包括以下步驟:
[0005]I)選取純度彡99.995%的高純氧化鋁粉為原料，并進(jìn)行篩分去除粒徑大于20 μπι的顆粒，得到均勻的高純氧化鋁粉；
[0006]2)將步驟I)篩分所得均勻的高純氧化鋁粉裝填到橡膠模具中；
[0007]3)對(duì)橡膠模具抽真空，并進(jìn)行密封，對(duì)封閉后橡膠模具加壓壓制成型；
[0008]4)打開加壓壓制后的橡膠模具端口，取出成型的棒狀素坯進(jìn)行燒結(jié)，獲得棒狀高純度高密度氧化鋁制品。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的制備方法，其中，步驟2)所用的橡膠模具呈圓筒狀，長(zhǎng)度為200?500mm，內(nèi)徑為50?65mm，所述橡膠模具的材質(zhì)為丁苯橡膠，一端是固定密封，另一端是自由密封。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的制備方法，作為優(yōu)選地，步驟3)加壓壓力為200?300MPa，保壓時(shí)間為30?60s。進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟3)采用冷等靜壓成型，所用的作用介質(zhì)為水。
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，作為優(yōu)選地，步驟4)所述燒結(jié)溫度為1550?1700°C，燒結(jié)時(shí)間為3?5h。
[0012]優(yōu)選地，本發(fā)明步驟2)通過(guò)邊振動(dòng)邊添加的方式，將高純氧化鋁粉裝填到橡膠模具中。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，具體地，本發(fā)明的高純度超細(xì)氧化鋁的制備方法，包括以下步驟:
[0014]I)選取純度多99.995%的高純氧化鋁粉為原料，并進(jìn)行篩分去除大顆粒得到均勻的高純氧化鋁粉；
[0015]2)將步驟I)篩分所得均勻的高純氧化鋁粉通過(guò)邊振動(dòng)邊添加的方式裝填到橡膠模具中；
[0016]3)對(duì)橡膠模具抽真空，并進(jìn)行完全密封；
[0017]4)將橡膠模具放在冷等靜壓機(jī)工作強(qiáng)內(nèi)，加壓壓制成型；
[0018]5)將橡膠模具從冷等靜壓機(jī)取出，打開模具端口，取出成型的棒狀素坯；
[0019]6)將棒狀素坯防進(jìn)氮?dú)獗Ｗo(hù)高溫爐中燒結(jié)，獲得棒狀高純度高密度氧化鋁制品。
[0020]在本領(lǐng)域，類似本發(fā)明的棒料制備技術(shù)在相關(guān)專利文獻(xiàn)還未見到，與現(xiàn)有的顆粒料、餅料制備技術(shù)相比，本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于:產(chǎn)品尺寸可按藍(lán)寶石長(zhǎng)晶所用坩禍很好匹配，裝填方便，不像塊料需要一塊一塊裝，本技術(shù)產(chǎn)品一次性就可裝好，節(jié)省時(shí)間。
[0021]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022]1、本發(fā)明的產(chǎn)品為棒狀，比餅料裝填方便、加工量大；
[0023]2、產(chǎn)品純度高，密度大。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，這些實(shí)施例僅用于舉例說(shuō)明的目的，并沒有限制本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的試驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件。
[0025]實(shí)施例1
[0026]稱取5kg純度為99.995 %的高純氧化鋁粉，采用2000目旋振篩篩分得到均勻的高純氧化鋁；然后將高純氧化鋁逐漸添加到直徑為60_，高400_的圓筒狀橡膠模具中，邊振動(dòng)邊添加，并振實(shí)；接著將橡膠模具采用機(jī)械密封的方式完全密封；然后將密封好的橡膠模具放進(jìn)冷等靜壓機(jī)工作腔內(nèi)，加壓到300MPa，保壓40s ;取出橡膠模具，擦干凈模具外壁上的水，打開模具端口，取出素坯；將素坯裸放在高溫?zé)Y(jié)爐的剛玉襯板上，在1600°C下燒結(jié)4h，降溫冷卻后取出即得直徑為50mm，高350mm，密度為3.8g/cm3的高純度高密度氧化鋁棒料。
[0027]實(shí)施例2
[0028]稱取7kg純度為99.998 %的高純氧化鋁粉，采用2000目旋振篩篩分得到均勻的高純氧化鋁；然后將高純氧化鋁逐漸添加到直徑為60_，高500_的圓筒狀橡膠模具中，邊振動(dòng)邊添加，并振實(shí)；接著將橡膠模具采用機(jī)械密封的方式完全密封；然后將密封好的橡膠模具放進(jìn)冷等靜壓機(jī)工作腔內(nèi)，加壓到280MPa，保壓60s ;取出橡膠模具，擦干凈模具外壁上的水，打開模具端口，取出素坯；將素坯裸放在高溫?zé)Y(jié)爐的剛玉襯板上，在1650°C下燒結(jié)4h，降溫冷卻后取出即得直徑為50mm，高450mm，密度為3.76g/cm3的高純度高密度氧化鋁棒料。
[0029]實(shí)施例3
[0030]稱取6kg純度為99.996%的高純氧化鋁粉，采用2000目旋振篩篩分得到均勻的高純氧化鋁；然后將高純氧化鋁逐漸添加到直徑為50mm，高200mm的圓筒狀橡膠模具中，邊振動(dòng)邊添加，并振實(shí)；接著將橡膠模具采用機(jī)械密封的方式完全密封；然后將密封好的橡膠模具放進(jìn)冷等靜壓機(jī)工作腔內(nèi)，加壓到300MPa，保壓30s ;取出橡膠模具，擦干凈模具外壁上的水，打開模具端口，取出素坯；將素坯裸放在高溫?zé)Y(jié)爐的剛玉襯板上，在1550°C下燒結(jié)5h，降溫冷卻后取出即得直徑為46mm，高185mm，密度為3.84g/cm3的高純度高密度氧化鋁棒料。
[0031]實(shí)施例4
[0032]稱取6kg純度為99.995%的高純氧化鋁粉，采用2000目旋振篩篩分得到均勻的高純氧化鋁；然后將高純氧化鋁逐漸添加到直徑為65mm，高500mm的圓筒狀橡膠模具中，邊振動(dòng)邊添加，并振實(shí)；接著將橡膠模具采用機(jī)械密封的方式完全密封；然后將密封好的橡膠模具放進(jìn)冷等靜壓機(jī)工作腔內(nèi)，加壓到200MPa，保壓60s ;取出橡膠模具，擦干凈模具外壁上的水，打開模具端口，取出素坯；將素坯裸放在高溫?zé)Y(jié)爐的剛玉襯板上，在1700°C下燒結(jié)3h，降溫冷卻后取出即得直徑為60mm，高462mm，密度為3.83g/cm3的高純度高密度氧化鋁棒料。
[0033]當(dāng)然，本發(fā)明還可以有多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明的公開做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高純度高密度氧化鋁棒料的制備方法，包括以下步驟: 1)選取純度多99.995%的高純氧化鋁粉為原料，并進(jìn)行篩分去除粒徑大于20 μ m的顆粒，得到均勻的高純氧化鋁粉；粒徑大于20 μ m的顆粒； 2)將步驟I)篩分所得均勻的高純氧化鋁粉裝填到橡膠模具中； 3)對(duì)橡膠模具抽真空，并進(jìn)行密封，對(duì)封閉后橡膠模具加壓成型； 4)打開加壓壓制后的橡膠模具端口，取出成型的棒狀素坯進(jìn)行燒結(jié)，獲得棒狀高純度高密度氧化鋁制品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2)所用的橡膠模具呈圓筒狀，長(zhǎng)度為200?500mm，內(nèi)徑為50?65mm，所述橡膠模具的材質(zhì)為丁苯橡膠，一端是固定密封，另一端是自由密封。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3)加壓壓力為200?300MPa，保壓時(shí)間為30?60s。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的制備方法，其特征在于，步驟3)采用冷等靜壓成型，所用的作用介質(zhì)為水。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟4)所述燒結(jié)溫度為1550?1700°C，燒結(jié)時(shí)間為3?5ho6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2)通過(guò)邊振動(dòng)邊添加的方式，將高純氧化鋁粉裝填到橡膠模具中。
【專利摘要】本發(fā)明屬藍(lán)寶石長(zhǎng)晶原料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高純度高密度氧化鋁棒料的制備方法。本發(fā)明以純度≥99.995％的高純度氧化鋁粉為原料，先將高純氧化鋁粉經(jīng)篩分去除大顆粒，然后將均勻的高純氧化鋁粉通過(guò)邊旋振邊添加的方式加入到特制的圓筒狀橡膠模具中，接著對(duì)橡膠模具抽真空并密封，再經(jīng)過(guò)冷等靜壓成型、燒結(jié)制得高純度高密度氧化鋁棒料。該方法操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)量大、產(chǎn)品純度高，所得產(chǎn)品特別適用于藍(lán)寶石長(zhǎng)晶。
【IPC分類】C04B35/10
【公開號(hào)】CN105347776
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510656664
【發(fā)明人】范秀麗, 劉江華, 劉冠華
【申請(qǐng)人】劉冠華
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年10月13日