[发明专利]一种碳化硅微粉的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种从碳化硅块体中生产特定型号的碳化硅微粉的方法。 

背景技术

近年来随着电子信息产业及太阳能光伏产业的迅猛发展，硅晶片的需求量持续增加。集成电路用基板、太阳能电池基板的薄片状产品的切割制备也在同步增加，目前采用多线切割原理，用钢丝带动由碳化硅磨料构成的砂浆对高纯度的单晶硅或多晶硅棒进行切割。作为硅晶片线切割加工的关键性材料，碳化硅微粉的需求量也相应地持续增长。碳化硅(SiC)是利用石英砂(SiO₂)和石油焦炭或无烟煤(C)在冶炼电炉高温作用下，所形成的一种化合产物，根据外观颜色分为绿色和黑色两种，晶体结构为六方晶系，基本矿物为α-SiC，SiC因耐高温，化学稳定性好，导热好，硬度高，(其硬度高于刚玉而仅次于立方氮化硼、碳化硼和金刚石这些超硬磨料，莫氏硬度为9.2，绿SiC的显微硬度为HV3280-3400kg/mm²)，机械强度高，密度大，其密度接近3.21g/cm³，且具有相当尖锐的切削刃和自锐性，切削能力强，因而广泛应用于工业磨料磨削、耐火材料、钢铁冶炼、军工航天等众多领域。直到20世纪70年代后，碳化硅超细微粉独特的性能才被人们逐渐认识，而目前用于切割太阳能硅晶片的刃料几乎全部采用绿碳化硅微粉，其粒径主要为800-2000目(D₅₀既有50％颗粒的粒径为6.7-14μm)，其中用量最大的是1200目和1500目两种粉料，年消耗量约为30-50万吨，并且以每年20％的速度增长。但是目前在我国加工生产碳化硅磨料过程中，存在20-30％的尾料(即粒径小于3.6μm)不适合于线切割，且库存量很大，是生产磨料厂家亟待解决的难 题，给资源造成很大的浪费。造成尾料存在的原因是在加工过程中，SiC块料磨到特定粒度号的粉料时，部分粉体被反复研磨造成的。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种从碳化硅块体中生产特定型号的碳化硅微粉的方法，以提高碳化硅块体的出粉率。 

为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种碳化硅微粉的生产工艺，其特征在于，所述工艺包括下述步骤： 

第一步破碎，取碳化硅原料，经破碎机破碎，然后筛分出不大于5mm的碳化硅颗粒； 

第二步研磨，将第一步筛分出的碳化硅颗粒用球磨机粉碎成为15-25μm的碳化硅粉； 

第三步分级，用多级气流分级机对15-25μm的碳化硅粉进行分级，从多级气流分级机的第一分级出口中分出颗粒度大于16μm的颗粒，从多级气流分级机的第二分级出口中分出50％颗粒度为9.0-10.0μm的成品，从多级气流分级机的旋风口中分出小于6μm的副产品； 

第四步获得合格粉体A，将第三步得到的成品粉末收集，再经水力旋流器进行分级处理，从水力旋流器的出料口得到≥6μm和≤16.5μm的合格粉体A； 

第五步继续研磨与分级，将碳化硅颗粒度大于16μm的颗粒再进一步用球磨机球磨0.5-6小时，然后再用水力旋流器进行分级，使砂浆压力0.2MPa，砂浆的流速为5～12m/s；从水力旋流器的溢流管中分离出颗粒小于16μm的碳化硅颗粒，将水力旋流器的沉砂口排出的浆料再收集起来进行进一步的球磨； 

第六步获得合格粉体B，在第五步的基础上分离出小于16μm的碳化硅颗粒，然后用水力旋流器进行分级，从水力旋流器的溢流管中 分离出颗粒小于6μm的颗粒，将水力旋流器的沉砂口排出的浆料收集，从水力旋流器的出料口得到≥6μm和≤16.5μm的合格粉体B； 

第七部获得成品，将第四步与第六步得到的合格粉末A和B进行水洗、酸洗、水洗，然后干燥得到1200目的成品碳化硅。 

其中，在所述第二、三步分级工艺中，分级时，将球磨机驱动电机的电流设定为75-85A，将多级气流分级机内旋风收集器的气体流量设定为70～100m³/min，将多级气流分级机的转速控制在400～600转/分。 

其中，所述的破碎机为颚式破碎机，或为反击式破碎机，或为冲击式破碎机，或为圆锥破碎机、或为锤式破碎机，或为旋回式破碎机，或为复合式破碎机，或为液压破碎机，或为深腔破碎机，或为辊式破碎机。 

其中，所述的球磨机为雷蒙磨粉机，或为强压磨粉机，或为超细磨粉机，或为气流磨粉机。 

其中，所述的球磨机是指滚筒球磨机，或行星球磨机中的一种，所述球磨机的球磨方式为连续球磨或为间歇球磨。