碳化硅微粉的主要用途

碳化硅粉是一种微米级碳化硅粉体，主要用于磨料行业，而且其等级分类很严格，不许有大颗粒出现，目前国内碳化硅微粉主要为黑碳化硅微粉和绿碳化硅微粉。今天小编就带大家去了解碳化硅粉的相关特性。

　一、碳化硅粉的用途

用于3-12英寸的单晶硅、多晶硅、砷化钾、石英晶体的线切割。是太阳能光伏产业、半导体产业、压电晶体产业的工程性加工材料。

碳化硅的主要分析检测方法：

碳化硅中硅的含量决定碳化硅的硬度。 碳化硅的粒径大小对线切割影响很大， 但最重要的是碳化硅的颗粒形状。因为线切割时碳化硅为游离状态切割

颗粒的形状变化对切割效率及切割质量要重要影响。

检测办法：硅的含量需要原子吸收检测(检测效率高，数值较精确)。

碳化硅粒径需要电阻法颗粒分析仪(效率高)。

碳化硅粒型检测需要瑞思RA200颗粒分析仪.(可以分析颗粒形状系数 圆度 较准确)。

二、碳化硅粉的特点

呈绿色，晶体结构，硬度高，切削能力较强，化学性质稳定，导热性能好。微观形状呈六方晶体,碳化硅的莫氏硬度为9.2，威氏显微硬度为3000--3300公斤/毫米2，努普硬度为2670—2815公斤/毫米，显微硬度3300千克每立方毫米。

在磨料中高于刚玉而仅次于金刚石、立方氮化硼和碳化硼。密度一般认为是3.20克/厘米3，其碳化硅磨料的自然堆积密度在1.2--1.6克/毫米3之间，比重为3.20～3.25。绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料,添加食盐作为添加剂，通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉。

碳化硅具有高硬度、低膨胀系数、化学性质稳定等特点，被广泛应用于陶瓷密封件、磨介、晶硅片切割等领域。随着科学技术的进步，对碳化硅微粉的纯度要求也越来越高，其中游离碳是影响碳化硅微粉纯度的主要杂质之一。如果碳化硅微粉中游离碳杂质较多，会使碳化硅烧结制品产生斑花、花印，同时影响制品的密度等质量要求；应用于晶硅片的切割产生过程中会产生硅片表面污点和切割效率低等问题。

目前在碳化硅微粉的生产过程中，主要采用浮选法去除碳化硅微粉中的游离碳，通常是在碳化硅浆料中加入浮选药剂，鼓入气体，使具有疏水性的碳颗粒浮至液面上，然后用刮板刮除。由于碳化硅微粉颗粒粒度较细(约为5～13μm)，采用浮选法除碳，产生的废碳料中SiC含量较高(40～50％)，使得碳化硅微粉除碳过程中料损较大。为提高碳化硅资源的利用率，降低生产成本，需要一种新的碳化硅微粉除碳装置及方法，在进行碳化硅微粉除碳提纯时，降低废碳料中的SiC含量。

技术实现要素：

本发明旨在解决现有的碳化硅微粉除碳技术中存在的废碳料中SiC含量较高、料损较大造成的资源浪费、生产成本高的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

碳化硅微粉除碳装置，包括除碳池，除碳池前后两侧板上端面上均设置有齿条，除碳池的底板上设置有连接左右侧板的挡块，除碳池内设置有搅拌设备，除碳池上方设置有收集设备，

收集设备包括设置在除碳池外部的托板，托板上方设置有电机，电机通过第二滑块与托板上的滑道滑动连接，电机的输出轴上设置有与除碳池前后侧壁上的齿条啮合的齿轮，两齿轮之间的电机输出轴上设置有辊筒，辊筒两侧的电机输出轴上设置有垂直于除碳池底板，且上端与电机输出轴铰连接的第二支杆，第二支杆朝向除碳池前后侧壁的一侧设置有第一滑块，第一滑块均设置在除碳池前后侧壁的滑槽内，第二支杆上端右侧设置有与其垂直的第一支杆，第一支杆上设置有碳收集箱，碳收集箱的左侧板上沿与辊筒外缘接触，

搅拌设备包括设置在第二支杆下端的转轴，转轴上设置有外缘与挡块上端面接触的转轮，转轮与第二支杆之间的转轴上均布设置有多个搅拌杆，

除碳池右侧壁外侧设置有控制器，控制器与电机电性连接。

具体的，所述挡块上设置有多个轴向中心线与挡块垂直的通孔。

具体的，所述第一滑块朝向滑槽侧壁的面上均设置有凹槽，第一滑块内还设置有轴向中心线与滑槽平行的槽孔。

具体的，所述除碳池的左侧壁上设置有与其内部连通的排料管，排料管上设置有阀门。

具体的，所述辊筒的表面材料为疏水亲油材料。

具体的，所述疏水亲油材料是经刻蚀和氟化处理后具有疏水亲油性的金属材料，或者是具有疏水亲油性的聚丙烯、聚氨酯或氟碳树脂高分子材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1.本发明利用疏水亲油材料对油性碳捕收剂的粘附性，通过对碳捕收剂的粘附达到除碳目的，能够有效降低废碳料中的SiC含量；克服了现有技术中采用浮选法除碳，由于碳化硅颗粒较小，泡沫对碳化硅颗粒的裹挟作用较大，而使得废碳料中SiC含量高、料损大的问题；本发明通过粘附方式进行除碳，可以显著降低废碳料中的SiC含量，提高资源利用率、降低料损，进而提高生产效率、降低生产成本。

2.本发明除碳效果好、效率高，经过本发明处理后的碳化硅微粉中游离碳含量小于0.15％，能够完全满足晶硅片切割刃料的技术指标；本发明除碳过程中只使用碳捕收剂，未添加起泡剂，与浮选法相比成本更加低廉。

附图说明

图1为本发明的俯视图。

图2为图1中的A向剖视图。

图3为图2中的B向剖视图。

图4为第一滑块的结构示意图。

附图中的零部件名称为：

1、除碳池，2、齿条，3、挡块，4、托板，5、电机，6、齿轮，7、辊筒，8、第一支杆，9、第二支杆，10、搅拌杆，11、碳收集箱，12、滑槽，13、第一滑块，14、通孔，15、排料管，16、阀门，17、转轮。18、转轴，19、槽孔，20、第二滑块，21、凹槽，22、控制器，23、滑道。

具体实施方式

如图1、2、3所示，碳化硅微粉除碳装置，包括除碳池1，除碳池1前后两侧板上端面上均设置有齿条2，除碳池1的底板上设置有连接左右侧板的挡块3，除碳池1内设置有搅拌设备，除碳池1上方设置有收集设备。

收集设备包括设置在除碳池1外部的托板4，托板4上方设置有电机5，电机5通过第二滑块20与托板4上的滑道23滑动连接，电机5的输出轴上设置有与除碳池1前后侧壁上的齿条2啮合的齿轮6，两齿轮6之间的电机5输出轴上设置有辊筒7，辊筒7两侧的电机5输出轴上设置有垂直于除碳池1底板，且上端与电机5输出轴铰连接的第二支杆9，第二支杆9朝向除碳池1前后侧壁的一侧设置有第一滑块13，第一滑块13均设置在除碳池1前后侧壁的滑槽12内，第二支杆9上端右侧设置有与其垂直的第一支杆8，第一支杆8上设置有碳收集箱11，碳收集箱11的左侧板上沿与辊筒7外缘接触。

搅拌设备包括设置在第二支杆9下端的转轴18，转轴18上设置有外缘与挡块3上端面接触的转轮17，转轮17与第二支杆9之间的转轴18上均布设置有多个搅拌杆10。

除碳池1右侧壁外侧设置有控制器22，控制器22与电机5电性连接。

所述挡块3上设置有多个轴向中心线与挡块3垂直的通孔14，在放料时防止挡块3将一部分物料挡在除碳池1内。

如图4所示，所述第一滑块13朝向滑槽12侧壁的面上均设置有凹槽21，第一滑块13内还设置有轴向中心线与滑槽12平行的槽孔19。第一滑块13上的凹槽21和槽孔19可以防止因为滑槽12内的物料而阻挡第一滑块13的滑行，在第一滑块13滑动时，滑槽12内的物料可以从凹槽21和槽孔19进入到第一滑块13的另一侧从而减少了滑槽12内物料对第一滑块13的阻力。

所述除碳池1的左侧壁上设置有与其内部连通的排料管15，排料管15上设置有阀门16。

所述辊筒7的表面材料为疏水亲油材料。所述疏水亲油材料是经刻蚀和氟化处理后具有疏水亲油性的金属材料，或者是具有疏水亲油性的聚丙烯、聚氨酯或氟碳树脂高分子材料。

碳化硅微粉除碳装置的使用方法，包括下列步骤：

一、造浆：将待处理的碳化硅微粉与去离子水进行混合造浆，得到浓度为40～50％的浆料，向每吨料浆内加入1～3L的碳捕收剂，然后将该料浆引入到权利要求1所述碳化硅微粉除碳装置的除碳池1内；

二、搅拌并粘附除碳：通过控制器22启动电机5，因为电机5转轴18上的齿轮6与除碳池1前后侧壁上的齿条2啮合，控制器22启动电机5后，辊筒7就会在除碳池1上方做往复运动，辊筒7在除碳池1上方运动时，电机5的输出轴就会带动第二支杆9运动，因为第二支杆9下端的转轮17与挡块3上端面接触，因此第二支杆9带动转轴18运动时转轴18就会转动，同时转轴18上的搅拌杆10就会对除碳池1底部的碳化硅微粉浆料进行搅拌，加快碳化硅微粉内的碳富集到浆料表面，电机5带动辊筒7转动并从除碳池1左侧向除碳池1右侧运动时，浆料表面富集的碳粘附在辊筒7表面，碳收集箱11的左侧板上沿将辊筒7表面粘附的碳刮入碳收集箱11；

三、放料：浆料表面的碳富集层被全部清除后，浆料由排料管15放出，完成除碳工序。

步骤一中加入的碳捕收剂为松油醇、煤油、柴油、二硫代碳酸钠、油酸、酚酸混合脂肪醇、有机硅玻璃憎水剂、异构乙醇中的至少一种。

  绿碳化硅微粉常用于磨削硬质合金和硬脆金属及非金属材料，如铜、黄铜、铝和镁等色金属和宝石，光学玻璃，陶瓷等非金属材料。绿碳化硅微粉主要的有四大应用领域，功能陶瓷，高级耐火材料，磨料及冶金原料。

  1、高纯度的单晶，可用于制造半导体，制造碳化硅纤维。

2、作为磨料，可用来做磨具，如砂轮，油石，模头，砂瓦类等等，所以说我们生活中磨刀用的工具就是碳化硅制作的。

  3、用于半导体、避雷针、电路元件、高温应用、紫外光侦检器、结构材料、天文、碟刹、离合器、柴油微粒滤清器、细丝高温计、陶瓷薄膜、裁切工具、加热元件、核燃料、珠宝、钢、护具、触媒担体等领域。

  4、作为冶金脱氧剂和耐火高温材料，（厨房用的不粘锅就是用碳化硅制作的。）

主要用途还有：用于3—12英寸单晶硅，多晶硅，砷化钾，石英晶体等线切割。太阳能光伏产业，压电晶体产业工程性加工材料。碳化硅的作用还不止这些，它在化工、“三耐”材料、有色金属、冶金选矿、建材陶瓷砂轮工业、节能、珠宝、喷砂除锈等。

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