摘要：  LED蓝宝石(Sapphire)是一种氧化铝(α-Al2O3)的单晶，又称为刚玉。蓝宝石作为一种重要的技术晶体，已被广泛地应用于科学技术、国防与民用工业的许多领域。蓝宝石晶体具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，强度高、硬度大、耐冲刷，可在接近2000℃高温的恶劣条件下工作 。蓝宝石晶体具有独特的晶格结构、优异的力学性能、良好的热学性能。

关键字：  LED蓝宝石，  科学技术，  国防，  民用工业

一、蓝宝石的介绍

LED蓝宝石(Sapphire)是一种氧化铝(α-Al2O3)的单晶，又称为刚玉。蓝宝石作为一种重要的技术晶体，已被广泛地应用于科学技术、国防与民用工业的许多领域。蓝宝石晶体具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，强度高、硬度大、耐冲刷，可在接近2000℃高温的恶劣条件下工作 。蓝宝石晶体具有独特的晶格结构、优异的力学性能、良好的热学性能。

二、蓝宝石晶体的主要用途

广泛的应用于红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光的窗口材料 。成为实际应用的半导体GaN/Al2O3发光二极管(LED)、大规模集成电路SOI和SOS及超导纳米结构薄膜等最为理想的衬底材料。

用于半导体照明产业，如LED，LED能使发光效率提高近10倍，寿命是传统灯具的20倍以上，兼有绿色、环保等优点。目前能用于商品化的衬底只有两种，即蓝宝石和碳化硅衬底。目前全球80%LED企业采用蓝宝石衬底，其原因是碳化硅价格昂贵。

用于民用航天、军工等，如透波窗口、整流罩、光电窗口、护板、陀螺、耐磨轴承等部件。军用光电设备， 如：光电吊舱 、光电跟踪仪、红外警戒系统 、潜舰光电桅杆等 。

蓝宝石晶体在民用领域的应用，如条码扫描仪的扫描窗口，永不磨损型雷达表的表蒙，纺织工业的纤维导丝器，照相机外护镜头，耐磨轴承。

三、世界各国的LED产业政策：

LED是新一代光源，被公认为是21世纪最具发展前景的高技术领域。目前，世界各个主要国家和地区纷纷制定LED技术与产业发展计划。

日本在1998年就制定了“21世纪光计划”;欧盟从2000年7月，实施了“彩虹计划”，在此基础上，与2004年7月又启动了“固态照明研究项目”，成立了“欧盟光电产业联盟”;韩国在2000年制定了“氮化镓半导体开发计划”，成立了光产业振兴会;美国在2001年启动的“下一代照明计划(NGLI)”及2002年设立的“国家半导体照明研究计划”列入了能源法案;中国在2003年6月17日正式启动了“国家半导体照明计划”;2006年10月，中国科技部启动“十一五”半导体照明工程“863”计划，对半导体照明产业以更大的支持。

四、蓝宝石晶体的主要原料及其生产方法

生产蓝宝石晶体主要原料为5N高纯氧化铝。氧化铝原料纯度是最重要的参数，纯度5N的原料和4N6的长晶原理上说自然是杂质要少，可以减少一定的位错密度和显色等。

五、全球照明政策

在各国LED照明政策的推动下，白炽灯的淘汰已经在进行。白炽灯禁用法律已经在全球开始实行。

2011年：阿根廷、澳大利亚、新西兰、法国、意大利和菲律宾生效;

2012年：英国、芬兰、荷兰生效;

2013年：在日本和加拿大生效;

2014年：在美国生效;

2017年：在中国生效。

六、蓝宝石在半导体照明产业的应用

笔记本电脑、液晶电视、照明、手机显示器的背光源。

七、高纯氧化铝的生产方法

目前国内生产高纯氧化铝的主流技术。

1、多重结晶法：硫酸铝铵热解法和碳酸铝铵热解法

2、醇盐水解法：异丙醇铝法和胆碱法

3、直接水解法：铝跟水直接反应生成氢氧化铝，水解过程在全密闭有机内衬环境中进行，不添加任何催化剂。

八、 高纯氧化铝生产方法的比较

九、杭州万景生产5N高纯氧化铝的生产工艺为：醇铝法。

醇铝法的优势：

1、醇铝法工艺能得到高纯的氧化铝是由其多种提纯方法决定。醇铝法纯度比金属铝直接水解法、硫酸铝氨法、拜耳法高1-2个数量级。

2、醇铝法用5个9金属铝块反应，因为金属铝和异丙醇丁醇、乙醇反应很快，不需要用刀具加工成铝粉末，这个就避免了用刀具加工带入铁的污染。

3、得到的金属乙醇铝异丙醇铝是金属有机化合物，可以在230-250度下精馏，可以去掉前馏分和底馏分杂质，收集主流段得到高纯的醇铝液体，精馏醇铝气化经过冷凝得到液体。被蒸馏的物料其中即使有铁、镍、硅、铜等杂质也不会气化，而是留在了釜底，这样就提纯了产品，这个是其他工艺没法做到的。

4、乙醇铝精馏后在230度进行陶瓷膜(5个9氧化铝陶瓷膜提纯)分离提纯，除去钾钠锌等杂质，进一步提纯。经过了两道提纯。

十、技术指标