专利名称：钽酸锂单晶的无金极化工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及压电材料钽酸锂(简称LT)单晶的单畴化处理技术，当LT单晶在拉成以后，通常都要进行极化处理，使LT单晶单畴化，才能进行加工制件。从钽酸锂晶体极化条件研究(山东大学学报1985年一期);津屋、电子材料(日)，12，1(1973)121等四篇文献报道目前LT晶体极化多采用黄金被电极极化法、铂金制被电极极化法、银被电极极化法。这三个极化工艺大致流程如下，LT晶体退火→Z面磨毛→涂敷金浆或银浆(或电子溅射铂金)即被电极→予烧→检查电极→清洗→装炉→升温、极化→降温→极化效果检查→细磨→抛光。
图1为当前被电极予烧装置结构示意图，其中(1)LT晶体，(2)金浆(或铂金、银浆)涂层(被敷电极)，(3)磨平打毛Z面，(4)氧化铝予烧炉，图2为当前LT晶体极化装置结构示意图。其中(1)LT晶体，(2)被敷电极，(4)氧化铝极化炉，(5)氧化铝垫块，(6)电极，(7)氧化铝压块，(8)电源引线。
安装后接线升温，用约100°/h速率升温，约8小时左右，极化恒温约1小时，降温约3小时，从极化温度降至室温。
现有极化工艺存在问题是须在LT晶体Z面表面磨平磨毛，被贵重金属电极后，在极化过程中，有金属离子渗入，污染晶体，造成色芯，影响晶体的透明度和光学性能;极化工艺复杂，必须磨平晶体Z面，劳动强度大，晶体磨损严重;应用贵重金属被电极，成本高，极化成品率低，可靠性差，因贵重金属被敷不好，极化不上，影响产品质量，所以国内外同行都正视上述存在问题。
本发明的目的是节约贵重金属，简化极化工艺，杜绝金属离子进入晶体，提高产品质量，降低成本。
无金极化工艺的技术方案是将拉制成的原装棒形钽酸锂单晶退火后置于氧化铝陶瓷钳锅中心，在LT单晶Z面方向左右各立一根接线电极，LT晶体及电极四周用一定细度LT单、多晶细砂填充、捣实。
电极高度要大于或等于被极化LT单晶棒高度，电极和晶体Z面之间选择一定合适距离。
极化直流电压与电极和晶体Z面间距离有关，要求直流电压可调范围大。
无金极化新工艺的升、降温、极化、温度控制与现有工艺基本相同。
应用无金极化工艺时，由于单晶棒与电极之间有一层LT单、多晶砂、故接触电阻很大，所以在极化时，需提高直流电压，因每次装炉时，电极与Z面距离不可能保持一致，故每次所加电压幅度变化较大。
图3为LT单晶无金极化装置府视结构示意图。
图4为LT单晶无金极化装置侧视剖视图。
实施例LT单晶规格φ43mm×58mm，将原装圆棒形LT单晶置于氧化铝钳锅中，在单晶Z面左右方向选择好合适距离，立二根接线电极，电极高于单晶棒，四周用LT单、多晶细砂充填、捣实。选好，直流电压，图3中，(1)LT单晶，(4)氧化铝陶瓷钳锅，(6)电极，(9)LT单、多晶细砂;图4中，(1)LT单晶，(4)氧化铝陶瓷钳锅，(6)电极，(9)LT单、多晶细砂。其升、降温、极化温度控制，与现有工艺基本一样。
接通电源、升温60-100%/h，7小时后达650-720℃，恒温约30分钟，加极化电流1.2-2.5mA，再恒温15分钟，降温60-100℃/h，，降至450℃，去掉极化电流。降至400℃关炉，自然冷却至室温。
应用该工艺已将300公斤LT单晶无金极化，节约铂金154g，价值1.38万元，每公斤LT单晶极化成本降低56.2元，其产品质量经上海硅酸盐所、中科院声学研究所、物理所测试，均匀性好。据航天部25所、浙江德清电子器件厂、青岛电子元件厂、南阳晶体管厂、上海广播器材厂等用户反映良好。
该工艺的实施，节约贵重金属，简化工艺，提高LT单晶极化质量，具有明显的经济、社会效益。
权利要求
1.一种钽酸锂单晶(LT单晶)无金极化工艺，本发明的特征是将拉制成的原装圆棒形LT单晶退火后置于氧化铝钳锅中心，在LT单晶Z面方向左右立二根接线电极，单晶体及电极四周用一定细度的LT单晶、多晶细砂填充、捣实。
2.根据权利要求1所述的LT单晶无金极化工艺，其特征是电极高度要大于或等于极化LT单晶棒高度，电极和Z面之间应选择一定的合适距离。
3.根据权利要求1或2所述的LT单晶无金极化工艺，其特征是极化直流电压与电极和Z面间距离有关，要求直流电压可调范围大。
全文摘要
一种LT单晶无金极化工艺。将LT单晶原棒退火后，置于坩埚中心，在LT单晶Z面方向左右立二根接线电极，晶体及电极四周用一定细度LT单、多晶细砂填充、捣实。升温、极化、降温冷却。该工艺节约贵重金属降低成本。简化极化工艺，提高产品质量，具有明显的经济、社会效益。
文档编号C30B29/30GK1068157SQ9110501
公开日1993年1月20日 申请日期1991年6月28日 优先权日1991年6月28日
发明者张世贵, 王俊林 申请人:河南省科学院焦作激光研究所