【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陶瓷材料，更具体地，涉及一种高反射率氧化铝陶瓷基板及其制备方法和应用。
技术介绍
1、氧化铝陶瓷基板具有耐腐蚀、化学稳定性好、高断裂韧性和抗弯强度，已在发光材料行业以及大功率电动汽车、航空航天和军工等先进工业领域中广泛使用。在同等光通量的情况下，如果氧化铝陶瓷基板光反射率低，就需要在基板上搭载更多的led芯片数量，而芯片数量越多，除了增加led的生产成本外，还会伴随大量的热量损耗，对基板的散热有更高的要求，不利于制造高性能led电路板。因此，减少基板吸收光线变成热能及减少光线折射穿透基板变成无效光，提高氧化铝陶瓷基板的光反射率，以提高led综合光效，是一项亟待解决的问题。
2、现有技术公开了一种高反射率氧化铝陶瓷基板，所述氧化铝陶瓷基板包括掺杂的氧化锆@助烧剂为核壳结构；所述核壳结构的氧化锆@助烧剂形成氧化铝陶瓷的晶界复相，所述晶界复相包括核层及包裹所述核层的壳层。该现有技术通过在氧化铝中掺杂氧化锆@助烧剂核壳结构，形成具有核壳结构的晶界复相，利用氧化铝、核、壳之间的折射率差来增加基板的光反射率。但其最终的反射率也只能达到96.5％，反射率的提高效果有限。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有氧化铝陶瓷基板的光反射率较低，led综合光效不高的缺陷和不足，提供一种高反射率氧化铝陶瓷基板，通过在衬底材料上形成特殊的纳米多孔薄膜显著提高了氧化铝陶瓷基板的光反射率，且该纳米多孔薄膜因改善了陶瓷基板的表面状态而保证氧化铝陶瓷基板的抗弯强度，以避免在装配时出现
2、本专利技术的再一目的在于提供一种高反射率氧化铝陶瓷基板的制备方法。
3、本专利技术的再一目的在于提供一种一种高反射率氧化铝陶瓷基板制备发光材料封装结构中的应用。
4、本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
5、一种高反射率氧化铝陶瓷基板，包括氧化铝陶瓷基板衬底和衬底表面形成的氧化锆纳米多孔薄膜结构，
6、所述氧化锆纳米多孔薄膜结构的孔隙率为4-10％，孔径为100-1000nm。
7、其中，需要说明的是：
8、本专利技术的氧化铝陶瓷基板衬底优选为纯度为96％的氧化铝，密度3.82-3.85g/cm3，厚度为本领域常规厚度，例如可以为1mm。
9、在具体实施方式中，本专利技术的氧化锆纳米多孔薄膜结构的孔隙率例如可以为4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％等。
10、优选地，氧化锆纳米多孔薄膜结构的孔隙率为4.9～9.2％。
11、优选地，氧化锆纳米多孔薄膜结构的孔径为100-500nm。
12、在本专利技术的高反射率氧化铝陶瓷基板中：
13、①纳米多孔薄膜增加了表面的有效界面，空气-薄膜界面的折射率差异较大，有助于提高反射；
14、②氧化锆纳米多孔薄膜结构中的氧化锆纳米结构引起的散射作用，可以增加漫反射，提高反射量；
15、③多孔纳米结构增加了光路，光线在层间经过多次反射，可提高反射概率；
16、④氧化锆纳米多孔薄膜结构具有低介电常数(致密结构的介电常数在9-11之间，多孔结构的介电常数约6-8，介电常数表征的是电荷的存储能力，光与电具有很多相似的特性，电荷存储能力弱在这里可以得出多孔结构对光的存储能力弱)，有利于抑制反射损耗；
17、因此在致密的氧化铝陶瓷基板上制备纳米多孔薄膜结构有助于提高反射率，从而提高提高陶瓷基板cob封装光源的光效。
18、氧化铝陶瓷基板从烧结炉里出来未经表面加工，其表面是比较粗糙的，氧化锆纳米多孔薄膜敷接在氧化铝陶瓷基板上，相当于氧化锆对氧化铝基板表面的凹坑或微裂纹进行了填充，减少了氧化铝陶瓷基板的表面缺陷，在承受外力下，有利于阻断裂纹的传播，提高其力学强度；而薄膜层的纳米孔可以有效地吸收断裂能，进而提高陶瓷的力学强度，有效改善封装装配时容易破碎的现象。
19、在具体实施方式中，优选地，所述氧化锆纳米多孔薄膜结构的厚度为50-200nm。例如可以为50nm、100nm、150nm和200nm。
20、氧化锆纳米多孔薄膜结构的厚度增加有利于提高孔隙率，进而提高反射率，但氧化锆纳米多孔薄膜结构的厚度增加也会造成高反射率氧化铝陶瓷基板的强度降低。本专利技术将纳米多孔薄膜厚度控制在50-200nm之间，有利于控制高反射率氧化铝陶瓷基板的总体缺陷，抑制裂纹扩展，从而保证陶瓷基板的强度，同时达到反射率的提高。
21、在具体实施方式中，优选地，所述氧化锆纳米多孔薄膜结构的折射率为2.2～2.5。
22、室温下制备的氧化锆薄膜，氧化锆晶粒尺寸在100-500nm之间，发生相转变之后的晶粒尺寸80-400nm，多孔薄膜中zro2为纳米结构(折射率约2.25)；
23、进一步的，当沉积的单斜相氧化锆薄膜采用的前驱体中包含了钇元素，得到的y2o3掺杂zro2氧化锆(折射率2.28)。zro2纳米结构或y2o3掺杂zro2的纳米结构，有助于提高氧化铝陶瓷基板的光反射率。
24、zro2纳米晶粒在平面上铺陈形成薄膜，薄膜的折射率除了受到zro2纳米晶粒本身属性的影响(影响不大，主成分为zro2的纳米晶体的光折射率在2.2左右)，还主要与zro2纳米晶粒与zro2纳米晶粒之间所形成的孔隙结构有关。这里提及的间隙结构包括孔隙尺寸和形状。本专利技术制备的zro2纳米多孔薄膜的孔隙尺寸在100-1000nm之间，形状上大部分为具有尖角的折线组成，折线有助于光线沿同一方向反射，其光折射率在2.2-2.5之间。
25、在具体实施方式中，本专利技术的氧化锆纳米多孔薄膜结构可以优选通过如下方法形成：
26、在氧化铝陶瓷基板衬底上沉积一层单斜相氧化锆薄膜，对氧化锆薄膜进行高温处理使氧化锆从单斜相转变为四方相或立方相，氧化锆颗粒之间距离扩大形成纳米孔隙，得到氧化锆纳米多孔薄膜结构。
27、其中，需要说明的是：
28、在上述形成方法中，通过对氧化锆薄膜进行高温处理可以使氧化锆发生相变，从单斜相转变为四方相或立方相，晶胞体积的缩小会导致晶粒发生收缩，产生体积收缩，氧化锆薄膜中的氧化锆晶粒趋于单个或少量颗粒即颗粒堆之间脱离而形成“孤岛”状，且由于衬底材料对氧化锆薄膜收缩有限制，收缩过程收到衬底的限制牵制，颗粒之间距离扩大形成纳米孔隙，从而形成氧化锆纳米多孔薄膜结构。
29、在具体实施方式中，优选地，所述沉积单斜相氧化锆薄膜的前驱体中包含钇，沉积得到氧化钇掺杂氧化锆薄膜。
30、前驱体还可以包括钇前驱体，比如y(oh)co3掺杂氧化钇，一方面是利用了y2o3掺杂的zro2折射率高，从整体上提高基板的光反射率，另一方面是y2o3有助于稳定zro2的物相，使得zro2从单斜相转为四方相或立方相之后能长时间保持，延长陶瓷基板的有效使用寿命。
31、稳定的四方晶相氧化锆具有双折射结构，也就是说具有多种折射率，可多次散射和偏转光线，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高反射率氧化铝陶瓷基板，其特征在于，包括氧化铝陶瓷基板衬底和衬底表面形成的氧化锆纳米多孔薄膜结构，
2.如权利要求1所述高反射率氧化铝陶瓷基板，其特征在于，所述氧化锆纳米多孔薄膜结构的厚度为50-200nm。
3.如权利要求1所述高反射率氧化铝陶瓷基板，其特征在于，所述氧化锆纳米多孔薄膜结构的折射率为2.2～2.5。
4.如权利要求1所述高反射率氧化铝陶瓷基板，其特征在于，所述氧化锆纳米多孔薄膜结构通过如下方式形成：
5.如权利要求4所述高反射率氧化铝陶瓷基板，其特征在于，所述沉积单斜相氧化锆薄膜的前驱体中包含钇，沉积得到氧化钇掺杂氧化锆薄膜。
6.如权利要求5所述高反射率氧化铝陶瓷基板，其特征在于，所述氧化钇掺杂氧化锆为氧化锆纳米多孔薄膜结构上每100-200个循环氧化锆间隔掺杂5-10个循环氧化钇。
7.如权利要求4所述高反射率氧化铝陶瓷基板，其特征在于，所述氧化锆薄膜的厚度为500-1000nm。
8.一种权利要求1～7任意一项所述高反射率氧化铝陶瓷基板的制备方法，其特征在于，包括如
9.如权利要求8所述高反射率氧化铝陶瓷基板的制备方法，其特征在于，S3中高温处理温度为1100～1200℃。
10.一种权利要求1～7任意一项所述高反射率氧化铝陶瓷基板在制备发光材料封装结构中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高反射率氧化铝陶瓷基板，其特征在于，包括氧化铝陶瓷基板衬底和衬底表面形成的氧化锆纳米多孔薄膜结构，
2.如权利要求1所述高反射率氧化铝陶瓷基板，其特征在于，所述氧化锆纳米多孔薄膜结构的厚度为50-200nm。
3.如权利要求1所述高反射率氧化铝陶瓷基板，其特征在于，所述氧化锆纳米多孔薄膜结构的折射率为2.2～2.5。
4.如权利要求1所述高反射率氧化铝陶瓷基板，其特征在于，所述氧化锆纳米多孔薄膜结构通过如下方式形成：
5.如权利要求4所述高反射率氧化铝陶瓷基板，其特征在于，所述沉积单斜相氧化锆薄膜的前驱体中包含钇，沉积得到氧化钇掺杂氧化锆薄膜。
...【专利技术属性】
技术研发人员：刘隽，陈志鹏，余明先，佘晓曼，吴通榕，
申请(专利权)人：深圳陶陶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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