【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氧化铝粉末，尤其涉及一种提高球形氧化铝导热性能的方法及高导热性能球形氧化铝。
技术介绍
1、随着电子器件的小型化和高集成化发展，为了提高电子元器件的操作可靠性，改善电子元器件封装材料或基板的散热速率，提升封装材料或基板使用填料的导热率是最重要的方向之一。其中，球形氧化铝作为高填充、高导热材料得到了广泛应用。
2、中国专利技术专利（名称：《多峰分布高导热α相球形氧化铝的制备方法》，公开号：cn113929122b，公告日：20230905）公开了公开了一种多峰分布高导热球形α相氧化铝的制备方法。所述方法以α相氧化铝粉末为原料，通过高温熔融喷射法球形化，再迅速将制得的球形氧化铝粉体，利用球形化余热并以加热空气为载体通过高温加热段，得到球形α相氧化铝。本专利技术直接以球形化的球形氧化铝粉体为原料，利用球形化的余热进行高温煅烧，充分利用生产余热，节能减排的同时提高了球形氧化铝的导热率，并以加热空气为载体进行高温煅烧，进一步提高了球形氧化铝的导热率和α相转化率，制备的球形氧化铝为多峰分布高导热α相球形氧化铝。然而，这种多峰分布在低导热体系中存在热阻增加影响产品导热性能的情况，并不具备广泛的适用性，且这种高温转相也增加了生产成本。
3、中国专利技术专利申请（名称：《低粘度高导热球形α-氧化铝的制备方法》，公开号：cn113816407a，公开日：20211221）公开了以角型α-氧化铝粉体为原料，先通过熔融球形化获得的球形α-氧化铝粉体，再将球形α-氧化铝粉体进行高温煅烧，获得低粘度高导热球形α-氧化铝
4、日本专利技术专利申请（名称：《球状アルミナフィラー及びそれを含む高熱伝導絶縁材料用樹脂組成物、プリプレグ、積層板》，公开号：jp2014009140a，公开日：2014-01-20）公开了以δ相为主成分球状氧化铝为起始物料，通过二次煅烧提高α转相率以提升导热性能。然而，该方法也存在着二次煅烧增加制造成本的问题。
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有技术中存在的问题，提供一种提高球形氧化铝导热性能的方法及高导热性能球形氧化铝。本专利技术通过有效控制原晶大小、杂质含量实现球形氧化铝导热性能的提升，减少了球化后产品因二次煅烧产生的高额制造成本。获得的包含高导热性能球形氧化铝的混合体系的导热率≥7 w/m.k。
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、一种高导热性能球形氧化铝，激光衍射粒度仪测试粒度分布时，极大峰显示极大粒径在60-80um范围内，且该粒径范围内颗粒的累计体积分布≥40%；
4、导热率测试时，按照球形氧化铝的重量占比为94~98wt%，树脂的重量占比为2~6wt%的比例进行混合，混合体系的导热率≥7 w/m.k；所述树脂包括环氧树脂、聚有机硅烷树脂或者聚氨酯树脂。
5、一种提高球形氧化铝导热性能的方法，包括以下步骤：
6、步骤s1，获取非球形的α-氧化铝原粉，构成α-氧化铝原粉的原晶的平均粒径d50为2-4.5μm，na含量<130ppm，α相转化率≥99%；
7、步骤s2，采用火焰熔融法对α-氧化铝原粉进行处理。
8、进一步地，所述步骤s1中构成α-氧化铝原粉的原晶的平均粒径d50为2.5-4.2μm，na含量<100ppm。
9、进一步地，所述步骤s1中，α-氧化铝原粉的制备方式为：
10、以工业氧化铝为原料，通过清洗方式将na含量降低到130ppm以内，再高温煅烧；
11、或者，以工业氧化铝为原料，掺混除钠助剂后再高温煅烧；
12、其中，工业氧化铝的水份含量≤1wt%，na2o的含量≤0.5wt%，fe2o3的含量≤0.05wt%，sio2的含量≤0.05wt%，纯度≥99.8wt%。
13、进一步地，所述步骤s1中获取非球形的α-氧化铝原粉的具体流程包括：
14、步骤s11，以工业氧化铝为原料，加入除钠助剂，充分混合均匀；除钠助剂的添加量为工业氧化铝的重量的0.2-1.5wt%；
15、步骤s12，将所述步骤s11中混合均匀后得到的混合物置于高温炉内进行煅烧，煅烧结束后自然降温到室温，得到原晶的聚集体；
16、步骤s13，对所述步骤s12中冷却后得到的原晶的聚集体进行破碎和分级，收集0.5-140μm粒径段的粉末，得到α-氧化铝原粉。
17、进一步地，所述步骤s11中的除钠助剂为硼酸、氟硼酸铵或氯化铵中的一种或多种。
18、进一步地，所述步骤s11中的除钠助剂采用硼酸和氟硼酸铵的混合物时，硼酸和氟硼酸铵的重量比值0.05-0.5；
19、所述步骤s11中的除钠助剂采用硼酸和氯化铵的混合物时，硼酸和氯化铵的重量比值0.1-1。
20、进一步地，所述步骤s12中混合物在高温炉内的煅烧温度为1350-1500℃，煅烧保温时间6-10h。
21、进一步地，所述步骤s12中混合物在高温炉内的煅烧温度为1400-1450℃，煅烧保温时间7-9h。
22、进一步地，所述步骤s13中收集20-90μm粒径段的粉末，得到α-氧化铝原粉。
23、进一步地，所述步骤s2中采用火焰熔融法对α-氧化铝原粉进行处理时，天然气总流量与氧气总流量比例为1:1.8~2.2，控制炉内壁最高温度区温度为1100℃-1400℃。
24、进一步地，所述步骤s2中控制炉内壁最高温度区温度为1280-1350℃。
25、本专利技术的有益效果是：
26、1.本专利技术以工业氧化铝为原料，以硼酸、氟化铝、氟硼酸铵或氯化铵为主要除钠助剂。通过将工业氧化铝和除钠助剂充分混合均匀，然后在1350-1500℃下深度除杂制备出原晶粒径适宜、低钠含量的α-氧化铝原粉，或者通过清洗除钠，然后再高温煅烧以获得低钠含量的α-氧化铝原粉，然后再以上述α-氧化铝粉为原料，以天然气为燃气，以氧气为载气和助燃剂，通过氧气带动物料喷射入高温熔融炉内球化，得到球形度≥90%的高导热球形氧化铝粉。
27、2.本专利技术通过对比研究了不同原晶大小和na含量的α-氧化铝原粉对球形氧化铝导热性能，发现原晶减小可能造成晶界增多，界面热阻增加导致导热降低，原晶过大可能造成所需熔融温度增加，不利于熔融球化；除钠不彻底也会使得产品纯度不足，造成导热降低；另外na2o会抑制α转相率，造成导热下降。
28、由此，本专利技术通过有效控制原晶大小、na含量成功实现了球形氧化铝导热性能的提升，减少了球化后产品因二次煅烧产生的高额制造成本。
29、3.本专利技术实现的高导热球形氧化铝加工过程相对简单，所制备的球形氧化铝纯度高，导热率高，在导热本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高导热性能球形氧化铝，其特征在于，激光衍射粒度仪测试粒度分布时，极大峰显示极大粒径在60-80um范围内，且该粒径范围内颗粒的累计体积分布≥40%；
2.一种提高球形氧化铝导热性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的提高球形氧化铝导热性能的方法，其特征在于，所述步骤S1中构成α-氧化铝原粉的原晶的平均粒径D50为2.5-4.2μm，Na含量<100ppm。
4.根据权利要求2所述所述的提高球形氧化铝导热性能的方法，其特征在于，所述步骤S1中，α-氧化铝原粉的制备方式为：
5.根据权利要求4所述的提高球形氧化铝导热性能的方法，其特征在于，所述步骤S1中获取非球形的α-氧化铝原粉的具体流程包括：
6.根据权利要求5所述的提高球形氧化铝导热性能的方法，其特征在于，所述步骤S11中的除钠助剂为硼酸、氟硼酸铵或氯化铵中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的提高球形氧化铝导热性能的方法，其特征在于，所述步骤S11中的除钠助剂采用硼酸和氟硼酸铵的混合物时，硼酸和氟硼酸铵的重量比值0.
8.根据权利要求5所述的提高球形氧化铝导热性能的方法，其特征在于，所述步骤S12中混合物在高温炉内的煅烧温度为1350-1500℃，煅烧保温时间6-10h。
9.根据权利要求5所述的提高球形氧化铝导热性能的方法，其特征在于，所述步骤S13中收集20-90μm粒径段的粉末，得到α-氧化铝原粉。
10.根据权利要求2~9中任意一项所述的提高球形氧化铝导热性能的方法，其特征在于，所述步骤S2中采用火焰熔融法对α-氧化铝原粉进行处理时，天然气总流量与氧气总流量比例为1:1.8~2.2，控制炉内壁最高温度区温度为1100℃-1400℃。
...【技术特征摘要】
1.一种高导热性能球形氧化铝，其特征在于，激光衍射粒度仪测试粒度分布时，极大峰显示极大粒径在60-80um范围内，且该粒径范围内颗粒的累计体积分布≥40%；
2.一种提高球形氧化铝导热性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的提高球形氧化铝导热性能的方法，其特征在于，所述步骤s1中构成α-氧化铝原粉的原晶的平均粒径d50为2.5-4.2μm，na含量<100ppm。
4.根据权利要求2所述所述的提高球形氧化铝导热性能的方法，其特征在于，所述步骤s1中，α-氧化铝原粉的制备方式为：
5.根据权利要求4所述的提高球形氧化铝导热性能的方法，其特征在于，所述步骤s1中获取非球形的α-氧化铝原粉的具体流程包括：
6.根据权利要求5所述的提高球形氧化铝导热性能的方法，其特征在于，所述步骤s11中的除钠助剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：张奋航，郭洪，王石平，魏测武，杨强，罗军华，
申请(专利权)人：雅安百图高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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