一种半导体用石墨表面处理方法技术

本发明专利技术提供了一种半导体用石墨表面处理方法，包括以下步骤：步骤1：将石墨置于含有氧气的密闭金属容器中，对石墨进行高温氧化处理；其中，所述密闭金属容器的内表面设置有锯齿状或柱状的金属凸起，所述金属凸起与石墨表面接触；步骤2：通过控制所述密闭金属容器中的氧气浓度、反应温度、反应时间并在所述金属凸起热胀冷缩的作用下得到经过表面处理的石墨。本发明专利技术提供的半导体用石墨表面处理方法可以方便的对石墨表面进行粗糙化处理，便于后续对石墨表面涂镀金属，与现有技术先比，方法简单合理。合理。合理。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体用石墨表面处理方法


[0001]本专利技术涉及到石墨表面处理
，尤其涉及到一种半导体用石墨表面处理方法。

技术介绍

[0002]石墨是一种多功能材料，以其优异的导电、导热和润滑性质被广泛用于各个领域。近年来，石墨由于价格低廉、环境友好、电化学性能稳定，作为半导体负极材料在商业化锂离子电池中得到广泛的应用。石墨的晶体结构为六方层状，同层内每个碳原子与周围3个碳原子以sp2杂化形成共价键，结合能力很强，且层内含有大量的自由电子；而层与层之间则通过相对较弱的范德华力结合。石墨的表面，平行于石墨层的面为基面(basalplane)，基面终止的边缘处被称为边缘面(edge plane)。石墨特殊的晶体结构导致了其不同表面的物理化学性质，特别是电化学性质差异巨大。有研究表明，石墨的表面的边缘面(edgeplane)电化学反应活 性非常高，而基面(basalplane)的反应活性则非常低。MichaelP.Zach等人 (Science.,2000,290,2120.)正是利用石墨表面不同晶面的电化学活性的差异， 使得MoOx只在石墨的边缘面电化学沉积并由此制备出Mo纳米线。另有研究表明，石墨基面的电化学活性位点的多少与其表面的缺陷密度密切相关(J.Phys. Chem.B2003,107,451.)。石墨用于润滑材料和燃料电池催化剂，在对其进行表面镀铜、钴等处理(CN201110073830；CN201310391050)之前，需要对其进行 表面粗化处理，以提升金属在石墨表面的负载量。熔盐电解是近年来兴起的一种极具产业化潜力的制备纳米硅及其复合材料的方法(Nat.Mater.,2003,2,397.)。 该方法以熔融CaCl2等物质作为熔盐电解质，以廉价的SiO2作为原料(原料)， 通过在阴极和阳极间施加一定的电流或电压，利用电化学还原反应直接将SiO2中的氧去除，从而可制备出纳米硅及其复合材料。该方法，由于原料价格低廉、 反应温度相对较低、且能够制备出纳米尺寸的硅，近年来受到广泛的关注。申请人在采用熔盐电解法尝试制备硅与石墨复合材料并希望将其用于高比容量锂离子电池负极材料时发现，硅在石墨表面形核的几率非常低，大部分硅只能在石墨的边缘、或者表面粗糙等缺陷部位处形核并生长；导致石墨表面硅的负载量较少，材料的电化学容量较低。因此，需要对石墨进行表面处理，对石墨表面进行粗化， 以增加其表面的电化学反应活性位点。
[0003]文献报道的对石墨进行表面处理的方法有溶液法、等离子体轰击等方法。 溶液法一般将石墨浸泡在含有浓硝酸、浓硫酸等强氧化剂的溶液中对石墨表面进行氧化处理(J.Electrochem.Soc.,1997,144,2968.)。然而，溶液法一般需要后续繁琐的清洗和干燥步骤以去除液体氧化剂和水分。等离子体轰击法采用高能量的氧、氩等离子，通过物理刻蚀作用可以对石墨表面进行处理(Appl. Phys.Lett.,1999,75,193.)，虽然可控性很好，然而需要较昂贵的仪器。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种半导体用石墨表面处理方
法。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现：本专利技术提供了一种半导体用石墨表面处理方法，该半导体用石墨表面处理方法包括如下步骤 ：步骤1：将石墨置于含有氧气的密闭金属容器中，对石墨进行高温氧化处理；其中，所述密闭金属容器的内表面设置有锯齿状或柱状的金属凸起，所述金属凸起与石墨表面接触；步骤2：通过控制所述密闭金属容器中的氧气浓度、反应温度、反应时间并在所述金属凸起热胀冷缩的作用下得到经过表面处理的石墨。
[0006]优选的，所述密闭金属容器具有可开启放入石墨的密封金属门。
[0007]优选的，所述密闭金属容器上设置有氧气通入口。
[0008]优选的，所述密闭金属容器上设置有氮气通入口。
[0009]优选的，所述密闭金属容器的容器壁中设置有电加热丝。
[0010]优选的，所述密闭金属容器的外侧设置有隔热保温层。
[0011]优选的，所述隔热保温层上设置有与所述电加热丝连接的定时温控器。
[0012]优选的，所述密闭金属容器和所述金属凸起一体连接，所述密闭金属容器和所述金属凸起均采用铜质金属制成。
[0013]在上述实施例中，本专利技术提供的半导体用石墨表面处理方法可以方便的对石墨表面进行粗糙化处理，便于后续对石墨表面涂镀金属，与现有技术先比，方法简单合理。
附图说明
[0014]图1是本专利技术实施例提供的密闭金属容器的结构示意图。
具体实施方式
[0015]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0016]为了方便理解本专利技术实施例提供的半导体用石墨表面处理方法，下面结合附图及具体的实施例对其进行详细说明。
[0017]请参考图1，图1是本专利技术实施例提供的密闭金属容器的结构示意图。
[0018]本专利技术提供了一种半导体用石墨表面处理方法，该半导体用石墨表面处理方法包括如下步骤 ：步骤1：将石墨置于含有氧气的密闭金属容器1中，对石墨进行高温氧化处理；其中，密闭金属容器1的内表面设置有锯齿状或柱状的金属凸起2，金属凸起2与石墨表面接触；步骤2：通过控制密闭金属容器1中的氧气浓度、反应温度、反应时间并在金属凸起2热胀冷缩的作用下得到经过表面处理的石墨。
[0019]作为优选，密闭金属容器1具有可开启放入石墨的密封金属门3，便于放入取出石墨。密封金属门3在现有技术用用于来封闭石墨浸泡装置中常用用到，在此不再过多赘述。
[0020]密闭金属容器1上设置有氧气通入口4，用于向密闭金属容器1通入氧气，以对石墨进行氧化处理。具体设置时，在氧气通入口4上设置流量阀，便于控制向密闭金属容器1通入的氧气量。另外，还在密闭金属容器1内壁上嵌设现有技术中用于监测氧气浓度的氧气浓度监测装置，这样便于通过氧气通入口4上设置的流量阀来控制向密闭金属容器1通入的氧气量。
[0021]密闭金属容器1上设置有氮气通入口5，用于向密闭金属容器1通入氧气，以对石墨进行高温氧化处理后进行降温处理。具体设置时，在氮气通入口5上也设置流量阀，便于控制向密闭金属容器1通入的氮气量。
[0022]密闭金属容器1的容器壁中设置有电加热丝6，通过设置的电加热丝6对放入密闭金属容器1中的石墨进行高温氧化处理。
[0023]密闭金属容器1的外侧设置有隔热保温层7，隔热保温层7起到隔热保温的作用，具体可采用由玻化微珠制作而成的防火隔热保温板来制作。
[0024]此外，隔热保温层7上设置有与电加热丝6连接的定时温控器8，定时温控器8采用现有技术中用于定时定位的温控装置，通过设置定时温控器8，便于对反应温度、反应时间进行控制。
[0025]在本实施例中，密闭金属容器1和金属凸起2一体连接，密闭金属容器1和金属凸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体用石墨表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将石墨置于含有氧气的密闭金属容器中，对石墨进行高温氧化处理；其中，所述密闭金属容器的内表面设置有锯齿状或柱状的金属凸起，所述金属凸起与石墨表面接触；步骤2：通过控制所述密闭金属容器中的氧气浓度、反应温度、反应时间并在所述金属凸起热胀冷缩的作用下得到经过表面处理的石墨。2.根据权利要求1所述的半导体用石墨表面处理方法，其特征在于，所述密闭金属容器具有可开启放入石墨的密封金属门。3.根据权利要求1所述的半导体用石墨表面处理方法，其特征在于，所述密闭金属容器上设置有氧气通入口。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪洋，
申请(专利权)人：湖南德智新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：