【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及晶體材料，具體涉及一種提升鉭酸鋰晶片電導率的黑化處理工藝。
技術(shù)介紹
1、鉭酸鋰晶體（litao3）擁有優(yōu)異且穩(wěn)定的壓電性能、鐵電性能、熱釋電性能，在聲表面波（saw）器件、紅外探測器件應(yīng)用得到廣泛應(yīng)用。
2、以鉭酸鋰晶體為基底材料的聲表面波器件、高頻寬帶濾波器在生產(chǎn)過程需要加熱，這必然引起鉭酸鋰晶體溫度的變化。鉭酸鋰晶體高熱釋電系數(shù)會因溫度的變化引發(fā)熱釋電效應(yīng)，使得晶片表面易形成大量靜電荷，這些電荷會在叉指電極間、晶片間自發(fā)釋放。易損傷晶片，甚至燒毀叉指電極，特別是在制作高頻saw濾波器的細叉指電極時尤為明因鉭酸鋰晶體熱釋電效應(yīng)引起的電荷聚集而導致基片損傷甚至燒毀，通過黑化工藝可以有效提高電導率。
3、鑒于此，提出本申請。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處而提供一種鉭酸鋰晶片電導率的黑化處理工藝，本專利技術(shù)所述的黑化處理工藝能夠顯著的降低鉭酸鋰晶片的電阻率，提高鉭酸鋰晶片的電導率，具有廣泛的應(yīng)用前景。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案為：
3、一種提升鉭酸鋰晶片電導率的黑化處理工藝，包括以下步驟：
4、將復合還原劑平鋪于坩堝底部，形成底部還原劑層，將鉭酸鋰晶片放在底部還原劑層上方，再將復合還原劑平鋪于鉭酸鋰晶片上方，形成頂部還原劑層；通入氮氣進行熱處理，取出，得到黑化處理的鉭酸鋰晶片；
5、所述復合還原劑包括質(zhì)量比為1：（0.1~0.2）：（0.5~2
6、本專利技術(shù)創(chuàng)造性的將質(zhì)量比為1：（0.1~0.2）：（0.5~2）的球形銅粉、改性石墨烯和片狀銅粉作為復合還原劑，將其鋪于鉭酸鋰晶片的上下方，而后進行熱處理，有效的提高了鉭酸鋰晶體的電導率，有效的降低晶體表面產(chǎn)生的電場，改善熱釋電效應(yīng)，具有廣泛的應(yīng)用前景。
7、本專利技術(shù)以質(zhì)量比為1：（0.1~0.2）：（0.5~2）的球形銅粉、改性石墨烯和片狀銅粉作為復合還原劑，對鉭酸鋰晶片經(jīng)過上述特定的還原處理，能夠改善鉭酸鋰晶片部分離子發(fā)生價態(tài)變化，導致自由價態(tài)的電子數(shù)量增多。這些自由電子可以在外加電場的作用下移動，中和熱釋電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷，降低熱釋電效應(yīng)。
8、其中，所述的改性石墨烯不僅能夠提高復合還原劑的還原活性，提高與鉭酸鋰的相互作用，促進黑化反應(yīng)的進行，在高溫下，酚醛樹脂轉(zhuǎn)化為具有強還原性的硬碳，有效的提高還原性能，更進一步提高反應(yīng)活性，提高整體反應(yīng)效率，能夠與鉭酸鋰晶片緊密接觸，其中，球形銅粉具有高分散性和流動性，有助于在鉭酸鋰表面均勻分布，片狀銅粉具有更大的比表面積，提供更多的反應(yīng)位點，球形銅粉、改性石墨烯和片狀銅粉在鉭酸鋰表面形成均勻的網(wǎng)狀還原網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效的提高了鉭酸鋰晶體的導電性。
9、研究表明，鉭酸鋰（litao3）晶體在結(jié)構(gòu)上可以視為氧八面體的堆積，其中鋰氧八面體和鉭氧八面體通過共用氧離子相互連接。在這種結(jié)構(gòu)中，li+和ta5+離子與氧離子之間的結(jié)合強度存在差異，?li-o?鍵相對較弱，?而?ta-o?鍵則較強。這種結(jié)構(gòu)特點使得鉭酸鋰晶體在還原處理過程中容易發(fā)生特定的化學變化。本專利技術(shù)以質(zhì)量比為1：（0.1~0.2）：（0.5~2）的球形銅粉、改性石墨烯和片狀銅粉作為復合還原劑，在本專利技術(shù)特定的方法下，能夠促進鉭酸鋰晶體中的部分氧原子以氣態(tài)形式逸出，同時在還原過程中，使氧原子從鉭酸鋰晶格位置上移動或被取代，在一定程度上增加氧空位，從而提高鉭酸鋰晶片的電導率。
10、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方案，所述復合還原劑包括質(zhì)量比為1：（0.14~0.18）：（0.8~1.2）的球形銅粉、改性石墨烯和片狀銅粉。
11、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方案，所述球形銅粉的平均粒徑為0.1~0.5μm。
12、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方案，所述片狀銅粉的粒徑為5~15μm。
13、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方案，所述改性石墨烯的制備方法，包括以下步驟：
14、將石墨烯、草酸分散于硝酸溶液中，得到石墨烯分散液；
15、將酚醛樹脂加熱至120~150℃，加入硅烷偶聯(lián)劑，再加入石墨烯分散液，攪拌均勻，干燥，得到改性石墨烯。
16、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方案，所述石墨烯、草酸、硝酸溶液的質(zhì)量比為1：（0.05~0.1）：（4~10）；
17、所述硝酸溶液的摩爾濃度為0.1~0.6mol/l。
18、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方案，所述酚醛樹脂、硅烷偶聯(lián)劑、石墨烯分散液的質(zhì)量比為1：（0.02~0.06）：（10~20）。
19、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方案，所述硅烷偶聯(lián)劑包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一種。
20、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方案，所述底部還原劑層的厚度為3~5mm；所述頂部還原劑層的厚度為1~2mm。
21、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方案，所述鉭酸鋰晶片的厚度為0.2~0.3mm。
22、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方案，所述熱處理溫度為900~1000℃，熱處理的時間為20~24h。
23、本專利技術(shù)的有益效果在于：（1）本專利技術(shù)將質(zhì)量比為1：（0.1~0.2）：（0.5~2）的球形銅粉、改性石墨烯和片狀銅粉作為復合還原劑，將其鋪于鉭酸鋰晶片的上下方，而后進行熱處理，有效的提高了鉭酸鋰晶體的電導率，有效的降低晶體表面產(chǎn)生的電場，改善熱釋電效應(yīng)，具有廣泛的應(yīng)用前景。
24、?（2）本專利技術(shù)所述的改性石墨烯不僅能夠提高復合還原劑的還原活性，提高與鉭酸鋰的相互作用，促進黑化反應(yīng)的進行，在高溫下，酚醛樹脂轉(zhuǎn)化為具有強還原性的硬碳，有效的提高還原性能，更進一步提高反應(yīng)活性，提高整體反應(yīng)效率，能夠與鉭酸鋰晶片緊密接觸，其中，球形銅粉具有高分散性和流動性，有助于在鉭酸鋰表面均勻分布，片狀銅粉具有更大的比表面積，提供更多的反應(yīng)位點，球形銅粉、改性石墨烯和片狀銅粉在鉭酸鋰表面形成均勻的網(wǎng)狀還原網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效的提高了鉭酸鋰晶體的導電性。
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1.一種提升鉭酸鋰晶片電導率的黑化處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升鉭酸鋰晶片電導率的黑化處理工藝，其特征在于，所述復合還原劑包括質(zhì)量比為1：（0.14~0.18）：（0.8~1.2）的球形銅粉、改性石墨烯和片狀銅粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升鉭酸鋰晶片電導率的黑化處理工藝，其特征在于，所述球形銅粉的平均粒徑為0.1~0.5μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升鉭酸鋰晶片電導率的黑化處理工藝，其特征在于，所述片狀銅粉的粒徑為5~15μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升鉭酸鋰晶片電導率的黑化處理工藝，其特征在于，所述改性石墨烯的制備方法，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提升鉭酸鋰晶片電導率的黑化處理工藝，其特征在于，所述石墨烯、草酸、硝酸溶液的質(zhì)量比為1：（0.05~0.1）：（4~10）；
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提升鉭酸鋰晶片電導率的黑化處理工藝，其特征在于，所述酚醛樹脂、硅烷偶聯(lián)劑、石墨烯分散液的質(zhì)量比為1：（0.02~0.06）：（10~20）；
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9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升鉭酸鋰晶片電導率的黑化處理工藝，其特征在于，所述鉭酸鋰晶片的厚度為0.2~0.3mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升鉭酸鋰晶片電導率的黑化處理工藝，其特征在于，所述熱處理溫度為900~1000℃，熱處理的時間為20~24h。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種提升鉭酸鋰晶片電導率的黑化處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升鉭酸鋰晶片電導率的黑化處理工藝，其特征在于，所述復合還原劑包括質(zhì)量比為1：（0.14~0.18）：（0.8~1.2）的球形銅粉、改性石墨烯和片狀銅粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升鉭酸鋰晶片電導率的黑化處理工藝，其特征在于，所述球形銅粉的平均粒徑為0.1~0.5μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升鉭酸鋰晶片電導率的黑化處理工藝，其特征在于，所述片狀銅粉的粒徑為5~15μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升鉭酸鋰晶片電導率的黑化處理工藝，其特征在于，所述改性石墨烯的制備方法，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提升鉭酸鋰晶片電導率的黑化處理工...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄧永和，鄺代濤，易洲，劉文越，劉雨晴，
申請(專利權(quán))人：湖南工程學院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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