CN110203893B - 铝金属直接制作球型氮化铝的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝金属直接制作球型氮化铝的制造方法，其包含备料步骤、造粒步骤、筛选步骤、混合步骤及烧结步骤；其中，该备料步骤中采用纯度80％以上的铝金属，并且该铝金属热熔后，经一喷雾造粒机造粒形成一球型铝粉(即造粒步骤)，再筛选出所需粒径的球型铝粉(即筛选步骤)，使该球型铝粉与促进剂呈一定比例混合成一混合物后(即混合步骤)，最后，该烧结步骤再将该混合物置入高压气氛烧结炉中，并以摄氏温度为400度以上，且压力控制为50公斤以下，使该球型铝粉进行转化反应，形成一球型氮化铝，如此将可快速、节能、低成本且可量产的制作出球型氮化铝。

Description

铝金属直接制作球型氮化铝的制造方法

技术领域

本发明涉及一种制造方法，特别涉及一种铝金属直接制作球型氮化铝的制造方法。

背景技术

氮化铝其因具有高传导率，低的介电长度损失，良好的电绝缘性等特性因素，故氮化铝于电子应用材料中是属于非常热门的一种原材料，其可应用的范围非常的广泛，例如可应用于半导体与微电子封装基板、高亮度LED芯片乘载基板、车用电子与照明组件、高功率电子组件散热材料等方面，是未来具有潜力的材料之一。

目前，关于公知氮化铝粉末合成方法非常多，例如举例公知制作方式进行，其依序采取下列步骤：

(1)利用r-氧化铝和碳粉混合，置入高温气氛烧结炉烧结，烧结温度摄氏温度1400度左右，制得氮化铝粉。

(2)利用防爆造粒机，再次造粒至所需尺寸，且其同时该造粒所得的表面尚附着碳粉。

(3)再次置入高温气氛烧结炉烧结，烧结温度摄氏温度1850度左右，以制得氮化铝粉。

(4)置入低温大气炉除碳，因其表面碳的结层不均匀，易烧结出的氮化铝成块状。

(5)利用粉碎机将块状的氮化铝粉碎，再依筛选机筛选所需粒径，粉碎后氮化铝粉，所制得氮化铝粉是异行；如图1所示。

(6)将第六项异行氮化铝粉，置入摄氏温度2300度的等离子机修饰氮化铝粉表面至90％真圆。

然，上述有关该氮化铝的制作方法并不能够大量生产，其主要在于该等氮化铝成型后，并非呈现出所需的圆球颗粒状态，再加上该等氮化铝制作过程易产生相互连结，故必须再进行破碎、研磨等作业，再加上该等氮化铝的颗粒细小，因此在研磨作业中也必须注意加工速度，以及设备的安全性，否则易产生气爆危险，故公知生产通常1个小时最多只能生产约5公斤的量而已，所以制作成本高且耗能与耗时，实有待改进。

发明内容

因此，本发明的目的，是在提供一种铝金属直接制作球型氮化铝的制造方法，其可达到快速、节能、低成本且可量产的制作出球型氮化铝。

于是，本发明铝金属直接制作球型氮化铝的制造方法，其包含备料步骤、造粒步骤、筛选步骤、混合步骤及烧结步骤；其中，该备料步骤中采用纯度80％以上的铝金属；另，该造粒步骤为在将该铝金属热熔后，经输入一喷雾造粒机后造粒形成一球型铝粉；又，该筛选步骤中为利用筛选机筛选出200um粒径以下的球型铝粉；至于，该混合步骤为备置有一促进剂，以将上述该球型铝粉与该促进剂，以适当比率进行均匀搅拌混合；最后，该烧结步骤再将该混合物置入高压气氛烧结炉，并以摄氏温度为400度以上，且压力控制为50公斤以下，使该球型铝粉末进行转化反应，形成一球型氮化铝。

作为本发明的进一步改进，另为降低该球型氮化铝的含氧量，更可于该烧结步骤后接续有：

一涂层步骤，其将该球型氮化铝，利用涂层机将其表面披覆有一层碳粉；

一高温烧结步骤，将披覆有碳粉的球型氮化铝置入入高温气氛烧结炉烧结，并使该高温气氛烧结炉的炉温为摄氏温度1200度～1900度范围内加热，然后降温；及

一精炼步骤，将经上述步骤后的球型氮化铝置入一高温气炉中，并将温度控制于400～700度范围内，将可得到一低含氧量的球型氮化铝。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

通过上述的流程，能大量简化该球型氮化铝的制造程序，而制造出所需的球型氮化铝型态，且此过程中避免不必要的研磨作业进行，有效增加生产速度、降低生产成本外，同时于生产过程中也可以降低所需耗能，进而达到快速、节能、低成本且可量产等目的。

附图说明

图1为公知制成所得的氮化铝状态图；

图2为本发明第一较佳实施例的流程方块图；

图3为本发明制成所得的氮化铝状态图；

图4为本发明第二较佳实施例的流程方块图。

具体实施方式

有关本发明的上述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中，将可清楚地明白。

如图2所示，本发明铝金属直接制作球型氮化铝的制造方法的第一较佳实施例，该方法包含有备料步骤、造粒步骤、筛选步骤、混合步骤及烧结步骤；其中，该备料步骤备置有纯度80％重量百分比以上的铝金属，该铝金属可为铝锭、铝屑等等；另，该造粒步骤为将该铝金属热熔后，输入一造粒机造粒形成一球型铝粉，而该热熔温度至少为摄氏500度以上，以使该铝金属可以热熔形成液状，而输入至造粒机进行造粒，而该造粒机，于本实施例中以喷雾造粒机为例加以说明，而该喷雾造粒机入口气压调制适当的公斤压力范围，调整适当的压力及熔液流量大小，以制得各种范围的铝粉粒径。

仍续上述，该筛选步骤为备置有一筛选机，以将该球型铝粉输入该筛选机内，以筛选出粒径200um以下的球型铝粉为止；另，该混合步骤为备置有一促进剂，该促进剂于本实施例中以叠氮化钠为例，其将该球型铝粉与促进剂以比例70％～98％重量百分比：2％～30％重量百分比均匀混合成一混合物；最后，该烧结步骤为将该混合物置入高压气氛烧结炉(图中未示出)，而该高压气氛烧结炉的炉体摄氏温度至少为400度以上，其较佳的范围为500度～1400度，而该炉体压力设定可在50公斤以内，较佳为2～40公斤的范围，使该球型粉末在烧结过程中，除该高压气氛烧结炉的炉体达到设定所需温度时，持温1～3小时后即可断电，以使上述置入的该混合物进行转化反应，形成一球型氮化铝，而呈图3所示状态；因此，通过上述制造方法，其可简化制造该球型氮化铝制造步骤，使得生产速度能获得快速提升，并且可以达到量产的功效外，同时也可以相对降低生产成本及降低所需耗能，进而使该球型氮化铝的制程兼具有快速、节能、低成本且可量产等功效。

如图4所示，本发明铝金属直接制作球型氮化铝的制造方法的第二较佳实施例，其仍包含有备料、造粒、筛选、混合及烧结等步骤，且上述步骤所揭示的要件与欲达成的功效皆与第一实施例相同，恕不详述，特别是，本实施例中为降低该球型氮化铝的含氧量特性，更可于该烧结步骤后接续有涂层步骤、高温烧结步骤及精炼步骤；其中，该涂层步骤为将该球型氮化铝，利用涂层机将其表面披覆碳粉，而该碳粉可为200纳米以下的碳粉；另，该高温烧结步骤为将披覆有碳粉的球型氮化铝置入入高温气氛烧结炉烧结，并使该炉温加热为摄氏温度1200度～1900度范围内，其较佳的范围为至少为摄氏温度1400度以上，然后降温；最后，该精炼步骤为将经上述步骤后的球型氮化铝置入一高温气炉中，并将温度控制于400～700度范围内，使该球型氮化铝进行除碳，将可得到一低含氧量特性的球型氮化铝。

归纳上述，本发明铝金属直接制作球型氮化铝的制造方法，其通过备料、造粒、筛选、混合及烧结等步骤，以直接利用纯度80％以上的铝金属，并且该铝金属热熔后，经一喷雾造粒机造粒形成一球型铝粉，再利用筛选出200um粒径以下范围的球型铝粉，使该球型铝粉与促进剂以一定比例混合成一混合物后，再将该混合物置入高压气氛烧结炉，并以摄氏温度为400度以上，且压力控制为50公斤以下，使该球型粉末进行转化反应，形成一球型氮化铝，如此将可快速、节能、低成本且可量产的制作出球型氮化铝；此外，若适时将该球型氮化铝接续有涂层步骤、高温烧结步骤、精炼步骤，更可得到一低含氧量特性的球型氮化铝。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种铝金属直接制作球型氮化铝的制造方法，其特征在于，包含有：

一备料步骤，其备置有纯度80％以上的铝金属；

一造粒步骤，其将该铝金属热熔后，输入一喷雾造粒机进行造粒以形成一球型铝粉；

一筛选步骤，利用筛选机将该球型铝粉，筛选出200μm粒径以下范围的球型铝粉；

一混合步骤，其备置有一促进剂，该促进剂为叠氮化钠，其将该筛选后的球型铝粉与促进剂以比例70％～98％重量百分比：2～30％重量百分比均匀混合成一混合物，该混合物为球型粉末；

一烧结步骤，其将该混合物置入高压气氛烧结炉，并以摄氏温度为400度以上，且压力控制为2～40公斤，针对该球型粉末进行烧结，以使该球型粉末进行转化反应，形成一球型氮化铝；

一涂层步骤，其利用涂层机将该球型氮化铝的表面披覆有一层纳米级碳粉；

一高温烧结步骤，将披覆有碳粉的球型氮化铝置入高温气氛烧结炉烧结，并使该高温气氛烧结炉的炉温为摄氏温度1200度～1900度范围内加热，然后降温；及

一精炼步骤，将经高温烧结步骤后的球型氮化铝置入一高温气炉中，并将温度控制于400～700度范围内，将可得到一低含氧量的球型氮化铝。

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