CN109734422A - 柱状5n高纯氧化镓的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了柱状5N高纯氧化镓的生产方法，包括如下步骤：步骤一，原料混合烘干造粒处理；步骤二，金属模具清洁及装料；步骤三，干压成型；步骤四，高温焙烧定型；其中在上述的步骤一中，将5N,2чm的粉体高纯氧化镓从新型氧化镓单型态容器中取出，投放在反应釜内，将量取好的PVA水溶液导入反应釜内的粉体上，静置一小时，启动电机，带动搅拌叶转动，对混合物进行拌和，同时加热丝工作，对反应釜中混合物中过多的水分进行烘干处理，获得造粒粉料；其中在上述的步骤二中，制备好金属模具，擦净模套的内壁、上下压头的外柱面和上下加压面,并用油酸酒精溶液在上述表面涂抹一遍；本发明，造粒效果好，生产方便，产品成型快。
Description
技术领域
本发明涉及氧化镓技术领域，具体为柱状5N高纯氧化镓的生产方法。
背景技术
氧化镓的别名是三氧化二镓，氧化镓是一种宽禁带半导体，其导电性能和发光特性长期以来一直引起人们的注意，Ga2O3是一种透明的氧化物半导体材料，在光电子器件方面有广阔的应用前景，被用作于Ga基半导体材料的绝缘层，以及紫外线滤光片，它还可以用作O2化学探测器，氧化镓单晶芯片是第四代半导体发展方向，需要对粉体高纯氧化镓制备成柱状高纯氧化镓，现有技术中的粉体高纯氧化镓造粒效果不好，同时柱状高纯氧化镓生产不方便，产品成型慢，因此，设计柱状5N高纯氧化镓的生产方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供柱状5N高纯氧化镓的生产方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
柱状5N高纯氧化镓的生产方法，包括如下步骤：步骤一，原料混合烘干造粒处理；步骤二，金属模具清洁及装料；步骤三，干压成型；步骤四，高温焙烧定型；
其中在上述的步骤一中，将5N, 2чm的粉体高纯氧化镓从新型氧化镓单型态容器中取出，投放在反应釜内，将量取好的PVA水溶液导入反应釜内的粉体上，静置一小时，启动电机，带动搅拌叶转动，对混合物进行拌和，同时加热丝工作，对反应釜中混合物中过多的水分进行烘干处理，获得造粒粉料；
其中在上述的步骤二中，制备好金属模具，擦净模套的内壁、上下压头的外柱面和上下加压面,并用油酸酒精溶液在上述表面涂抹一遍,待酒精挥发片刻后,将下压头放入模套内,装入造粒粉料,放入上压头，将模具放置在压力机的工作位置处；
其中在上述的步骤三中，接通电源，调整好压制压力，缓慢施加压力至80Mpa，保持半小时，卸压，再加压、保压一次，压制完成，脱模后，取出柱状5N高纯氧化镓坯体；
其中在上述的步骤四中，将坯体放置在高温烧结机内进行高温焙烧，烧结温度由室温升高至1000~1450℃，通入非还原性气体，烧结2小时，随炉冷却，得到柱状5N高纯氧化镓。
根据上述技术方案，所述步骤一中，PVA用量为粉体高纯氧化镓量的1.2％~1.3％,PVA水溶液浓度为5％~10％。
根据上述技术方案，所述步骤四中，非还原性气体为氮气，且氮气与粉体高纯氧化镓比例为1：5。
根据上述技术方案，所述步骤三中，压制压力范围为20~80 MPa。
根据上述技术方案，所述步骤三中，对模具内坯体的保压时间为十分钟。
根据上述技术方案，所述步骤三中，脱模后用棉纱擦净模套的内壁、上下压头的外柱面和上下加压面上黏附的粉料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明，将5N, 2чm的粉体高纯氧化镓从新型氧化镓单型态容器中取出，投放在反应釜内，将量取好的PVA水溶液导入反应釜内的粉体上，静置一小时，启动电机，带动搅拌叶转动，对混合物进行拌和，同时加热丝工作，对反应釜中混合物中过多的水分进行烘干处理，获得造粒粉料；制备好金属模具，擦净模套的内壁、上下压头的外柱面和上下加压面,并用油酸酒精溶液在上述表面涂抹一遍,待酒精挥发片刻后,将下压头放入模套内,装入造粒粉料,放入上压头，将模具放置在压力机的工作位置处；接通电源，调整好压制压力，缓慢施加压力至80Mpa，保持半小时，卸压，再加压、保压一次，压制完成，脱模后，取出柱状5N高纯氧化镓坯体；将坯体放置在高温烧结机内进行高温焙烧，烧结温度由室温升高至1000~1450℃，通入非还原性气体，烧结2小时，随炉冷却，得到柱状5N高纯氧化镓；本发明，使用新型氧化镓单型态容器对粉体高纯氧化镓进行存放，无污染源进入，将PVA水溶液与粉体混合物通过搅拌叶进行充分的搅拌混合，加热丝对混合物中过多的水分进行烘干，提高造粒效果，柱状高纯氧化镓生产方便，产品成型快。
附图说明
图1是本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
柱状5N高纯氧化镓的生产方法，包括如下步骤：步骤一，原料混合烘干造粒处理；步骤二，金属模具清洁及装料；步骤三，干压成型；步骤四，高温焙烧定型；
其中在上述的步骤一中，将5N, 2чm的粉体高纯氧化镓从新型氧化镓单型态容器中取出，投放在反应釜内，将量取好的PVA水溶液导入反应釜内的粉体上，静置一小时，启动电机，带动搅拌叶转动，对混合物进行拌和，同时加热丝工作，对反应釜中混合物中过多的水分进行烘干处理，获得造粒粉料；
其中在上述的步骤二中，制备好金属模具，擦净模套的内壁、上下压头的外柱面和上下加压面,并用油酸酒精溶液在上述表面涂抹一遍,待酒精挥发片刻后,将下压头放入模套内,装入造粒粉料,放入上压头，将模具放置在压力机的工作位置处；
其中在上述的步骤三中，接通电源，调整好压制压力，缓慢施加压力至80Mpa，保持半小时，卸压，再加压、保压一次，压制完成，脱模后，取出柱状5N高纯氧化镓坯体；
其中在上述的步骤四中，将坯体放置在高温烧结机内进行高温焙烧，烧结温度由室温升高至1000~1450℃，通入非还原性气体，烧结2小时，随炉冷却，得到柱状5N高纯氧化镓。
根据上述技术方案，所述步骤一中，PVA用量为粉体高纯氧化镓量的1.2％~1.3％,PVA水溶液浓度为5％~10％。
根据上述技术方案，所述步骤四中，非还原性气体为氮气，且氮气与粉体高纯氧化镓比例为1：5。
根据上述技术方案，所述步骤三中，压制压力范围为20~80 MPa。
根据上述技术方案，所述步骤三中，对模具内坯体的保压时间为十分钟。
根据上述技术方案，所述步骤三中，脱模后用棉纱擦净模套的内壁、上下压头的外柱面和上下加压面上黏附的粉料。
基于上述，本发明的优点在于，将5N, 2чm的粉体高纯氧化镓从新型氧化镓单型态容器中取出，投放在反应釜内，将量取好的PVA水溶液导入反应釜内的粉体上，静置一小时，启动电机，带动搅拌叶转动，对混合物进行拌和，同时加热丝工作，对反应釜中混合物中过多的水分进行烘干处理，获得造粒粉料；制备好金属模具，擦净模套的内壁、上下压头的外柱面和上下加压面,并用油酸酒精溶液在上述表面涂抹一遍,待酒精挥发片刻后,将下压头放入模套内,装入造粒粉料,放入上压头，将模具放置在压力机的工作位置处；接通电源，调整好压制压力，缓慢施加压力至80Mpa，保持半小时，卸压，再加压、保压一次，压制完成，脱模后，取出柱状5N高纯氧化镓坯体；将坯体放置在高温烧结机内进行高温焙烧，烧结温度由室温升高至1000~1450℃，通入非还原性气体，烧结2小时，随炉冷却，得到柱状5N高纯氧化镓；本发明，使用新型氧化镓单型态容器对粉体高纯氧化镓进行存放，无污染源进入，将PVA水溶液与粉体混合物通过搅拌叶进行充分的搅拌混合，加热丝对混合物中过多的水分进行烘干，提高造粒效果，柱状高纯氧化镓生产方便，产品成型快。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.柱状5N高纯氧化镓的生产方法，包括如下步骤：步骤一，原料混合烘干造粒处理；步骤二，金属模具清洁及装料；步骤三，干压成型；步骤四，高温焙烧定型；其特征在于：
其中在上述的步骤一中，将5N, 2чm的粉体高纯氧化镓从新型氧化镓单型态容器中取出，投放在反应釜内，将量取好的PVA水溶液导入反应釜内的粉体上，静置一小时，启动电机，带动搅拌叶转动，对混合物进行拌和，同时加热丝工作，对反应釜中混合物中过多的水分进行烘干处理，获得造粒粉料；
其中在上述的步骤二中，制备好金属模具，擦净模套的内壁、上下压头的外柱面和上下加压面,并用油酸酒精溶液在上述表面涂抹一遍,待酒精挥发片刻后,将下压头放入模套内,装入造粒粉料,放入上压头，将模具放置在压力机的工作位置处；
其中在上述的步骤三中，接通电源，调整好压制压力，缓慢施加压力至80Mpa，保持半小时，卸压，再加压、保压一次，压制完成，脱模后，取出柱状5N高纯氧化镓坯体；
其中在上述的步骤四中，将坯体放置在高温烧结机内进行高温焙烧，烧结温度由室温升高至1000~1450℃，通入非还原性气体，烧结2小时，随炉冷却，得到柱状5N高纯氧化镓。
2.根据权利要求1所述的柱状5N高纯氧化镓的生产方法，其特征在于：所述步骤一中，PVA用量为粉体高纯氧化镓量的1.2％~1.3％,PVA水溶液浓度为5％~10％。
3.根据权利要求1所述的柱状5N高纯氧化镓的生产方法，其特征在于：所述步骤四中，非还原性气体为氮气，且氮气与粉体高纯氧化镓比例为1：5。
4.根据权利要求1所述的柱状5N高纯氧化镓的生产方法，其特征在于：所述步骤三中，压制压力范围为20~80 MPa。
5.根据权利要求1所述的柱状5N高纯氧化镓的生产方法，其特征在于：所述步骤三中，对模具内坯体的保压时间为十分钟。
6.根据权利要求1所述的柱状5N高纯氧化镓的生产方法，其特征在于：所述步骤三中，脱模后用棉纱擦净模套的内壁、上下压头的外柱面和上下加压面上黏附的粉料。
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| CN108623287A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-10-09 | 郑州大学 | 一种氧化铟镓锌烧结体的短流程制备方法 |
| CN109053157A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-12-21 | 华南师范大学 | 一种Ga2O3基共掺杂材料靶及其制备方法 |
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