【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于碳化硅，涉及一種碳化硅生產(chǎn)廢料制備碳化硅陶瓷的方法，尤其涉及一種碳化硅生產(chǎn)廢料制備碳化硅陶瓷的方法及碳化硅陶瓷。
技術(shù)介紹
1、碳化硅晶體的切割方法中多線切割是目前比較常用的方法之一，切割過程中用帶有金剛石顆粒的鋼絲對晶體進行切割，切割過程中勢必會產(chǎn)生碳化硅晶體切割的損耗，切割下來的碳化硅粉體和金剛石會一同沉淀在水中，得到含有碳化硅粉體和金剛石顆粒的廢液；另一方面，碳化硅晶體切割、磨削過程中也會出現(xiàn)碳化硅晶片的裂片，形成碳化硅晶片廢料，這些物質(zhì)一般都會作為廢棄物處理，造成了嚴重的浪費。再一方面，碳化硅晶體生長過程中通過會有一些未完全使用的碳化硅粉料，也會造成資源的浪費。
2、為了加強碳化硅晶體廢料的回收利用，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用碳化硅粉料制備碳化硅陶瓷。
3、cn112851356a公開了一種利用碳化硅晶體金剛線切割廢液制備碳化硅陶瓷的方法，該方法中將碳化硅晶體金剛線切割廢液中的碳化硅粉末與金剛石顆粒進行清洗干燥處理，然后向混合顆粒中加入單晶硅粉料，使其在加熱條件下對混合顆粒中的金剛石顆粒反應(yīng)生產(chǎn)碳化硅，得到碳化硅胚料，最后燒制成碳化硅陶瓷。
4、cn102229499a公開了一種用太陽能硅片線切割后廢棄的碳化硅/硅微粉來制作復(fù)合防靜電耐磨陶瓷的方法，該方法中利用丙烯酸酯類單體與碳化硅粉末在引發(fā)劑作用下反應(yīng)形成共聚樹脂來制備防靜電陶瓷。
5、cn103086721a公開了一種利用碳化硅固體廢料制備碳化硅陶瓷的方法，選用經(jīng)過預(yù)處理的硅片切割廢砂漿固體廢料為原料：對硅片切割
6、現(xiàn)有技術(shù)中公開的利用碳化硅生產(chǎn)廢料制備碳化硅陶瓷的方法都有一定的缺陷，存在著制備得到的碳化硅陶瓷的緊密性不足、硬度有待進一步提高。因此，開發(fā)設(shè)計一種新型的碳化硅生產(chǎn)廢料制備碳化硅陶瓷的方法及碳化硅陶瓷至關(guān)重要。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本專利技術(shù)的目的在于提供一種碳化硅生產(chǎn)廢料制備碳化硅陶瓷的方法及碳化硅陶瓷；本專利技術(shù)提供的方法利用碳化硅晶體的生產(chǎn)廢料制備碳化硅陶瓷，達到了節(jié)約成本，廢料再回收利用與保護環(huán)境的目的；所述方法利用苯乙烯磺酸鈉、丙烯酸類單體與烯丙基聚醚作為原料，在過硫酸鹽引發(fā)劑的作用下制備得到改性劑，采用所得改性劑對碳化硅粉料進行表面改性，減少了改性碳化硅粉料在陶瓷制備過程中的聚集，提高了改性碳化硅粉料的分散效果，最終得到粘度較低且分散良好的改性碳化硅漿料，從而得到緊密型較高及硬度較高的碳化硅陶瓷。
2、為達此目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：
3、第一方面，本專利技術(shù)提供了一種碳化硅生產(chǎn)廢料制備碳化硅陶瓷的方法，所述方法包括：
4、(1)對碳化硅生產(chǎn)廢料進行前處理，得到碳化硅粉料；
5、(2)混合含可聚合雙鍵的磺酸鹽、丙烯酸單體、烯丙基聚醚、過硫酸鹽、亞硫酸鹽與第一溶劑，得到改性劑；
6、(3)以步驟(2)所得改性劑對步驟(1)所得碳化硅粉料進行改性處理，得到改性碳化硅粉料，以所得改性碳化硅粉料制備碳化硅陶瓷；
7、其中，步驟(1)與步驟(2)無先后順序。
8、本專利技術(shù)步驟(2)中，在引發(fā)劑過硫酸鹽以及調(diào)節(jié)劑亞硫酸鹽的作用下，苯乙烯磺酸鈉、丙烯酸單體與烯丙基聚醚中的雙鍵在第一溶劑中產(chǎn)生自由基，并完成自由基聚合反應(yīng)。
9、本專利技術(shù)中所述含可聚合雙鍵的磺酸鹽能夠提高碳化硅粉料的分散性能，從而使改性碳化硅粉料在制備碳化硅陶瓷的過程表現(xiàn)出更好的分散效果；另外，含可聚合雙鍵的磺酸鹽中的雙鍵還能與乙烯磺酸鈉及丙烯酸單體發(fā)生聚合反應(yīng)。
10、本專利技術(shù)中所述丙烯酸單體在制備改性劑的過程中會發(fā)生聚合，聚合后具備一定的消泡脫氣性能，以改性碳化硅粉料制備碳化硅陶瓷時，可以進一步消除漿料中的氣泡，形成均勻緊密的胚體，從而得到高硬度的碳化硅陶瓷。
11、本專利技術(shù)中所述烯丙基聚醚的端部含有羥基基團，對碳化硅粉料進行改性處理的過程中可以與碳化硅粉料表面的硅羥基通過氫鍵作用相連，對碳化硅粉料進行改性，同時烯丙基聚醚還具備一定長度的聚氧乙烯醚鏈節(jié)，可以有效隔開碳化硅粉體，從而進一步提高改性碳化硅粉料在制備碳化硅陶瓷的過程中的分散性。
12、本專利技術(shù)中所述過硫酸鹽是反應(yīng)過程中的引發(fā)劑，過硫酸鹽提供自由基以引發(fā)反應(yīng)。
13、本專利技術(shù)中所述亞硫酸鹽具有還原性，通過亞硫酸氫鈉不僅能夠調(diào)節(jié)所得改性劑中的自由基濃度，還能起到抗氧化的作用，促進自由基聚合物反應(yīng)程度，從而使改性碳化硅粉料在制備碳化硅陶瓷的過程中表現(xiàn)出更好的分散效果。
14、本專利技術(shù)提供的方法利用碳化硅晶體的生產(chǎn)廢料制備碳化硅陶瓷，達到了節(jié)約成本，廢料再回收利用與保護環(huán)境的目的；所述方法利用含可聚合雙鍵的磺酸鹽、丙烯酸類單體與烯丙基聚醚作為原料，在過硫酸鹽引發(fā)劑及亞硫酸鹽調(diào)節(jié)劑的作用下制備得到改性劑，采用所得改性劑對碳化硅粉料進行表面改性，減少了改性碳化硅粉料在陶瓷制備過程中的聚集，提高了改性碳化硅粉料的分散效果，最終得到粘度較低且分散良好的改性碳化硅漿料，從而得到緊密型較高及硬度較高的碳化硅陶瓷。
15、優(yōu)選地，步驟(1)所述碳化硅生產(chǎn)廢料包括碳化硅晶體切割過程中產(chǎn)生的廢液、碳化硅晶體加工過程中產(chǎn)生的裂片及碳化硅晶體生長過程中剩余的碳化硅粉料。
16、優(yōu)選地，步驟(1)所述前處理包括分別對碳化硅晶體切割過程中產(chǎn)生的廢液、碳化硅晶體加工過程中產(chǎn)生的裂片及碳化硅晶體生長過程中剩余的碳化硅粉料進行預(yù)處理，得到三種預(yù)處理碳化硅粉料，再將三種預(yù)處理碳化硅粉料進行混合后研磨，得到碳化硅粉料。
17、優(yōu)選地，所述預(yù)處理包括將碳化硅晶體切割過程中產(chǎn)生的廢液依次進行分級過濾與酸洗干燥，得到碳化硅和金剛石的混合顆粒；再向所得混合顆粒中加入與單晶硅粉料，隨后進行加熱使單晶硅粉料與混合顆粒中的金剛石反應(yīng)生成碳化硅。
18、優(yōu)選地，所述單晶硅粉料加入的摩爾量與混合顆粒中金剛石的摩爾量相同；所述混合顆粒中金剛石的含量通過紅外光譜和/或拉曼光譜確定，再通過金剛石的含量計算得到所述混合顆粒中金剛石的摩爾量。
19、優(yōu)選地，所述預(yù)處理包括對碳化硅晶體加工過程中產(chǎn)生的裂片進行粉碎。
20、優(yōu)選地，所述預(yù)處理包括對碳化硅晶體生長過程中剩余的碳化硅粉料依次進行焙燒、酸洗與堿洗。
21、本專利技術(shù)中所述焙燒的作用為脫除碳單質(zhì)，所述焙燒的溫度為2000～2200℃，時間為2～6h。
22、本專利技術(shù)中所述焙燒的溫度為2000～2200℃，例如可以是2000℃、2020℃、2040℃本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種碳化硅生產(chǎn)廢料制備碳化硅陶瓷的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述碳化硅生產(chǎn)廢料包括碳化硅晶體切割過程中產(chǎn)生的廢液、碳化硅晶體加工過程中產(chǎn)生的裂片及碳化硅晶體生長過程中剩余的碳化硅粉料；
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟(1)所得碳化硅粉料的平均粒徑小于200μm，優(yōu)選為小于50μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一項所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述混合包括：第一混合含可聚合雙鍵的磺酸鹽、亞硫酸鹽與第一溶劑，得到第一混料；第二混合丙烯酸單體與烯丙基聚醚，得到第二混料；第三混合過硫酸鹽與第一溶劑，得到第三混料；再第四混合第一混料、第二混料與第三混料，調(diào)節(jié)pH后干燥，得到改性劑；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，以重量份計，步驟(2)所述混合過程中苯乙烯磺酸鈉的重量份為90～110份、亞硫酸鹽的重量份為0.21～2.3份、丙烯酸單體的重量份為100～300份、烯丙基聚醚的重量份為20～50份、過硫酸鹽的重量份為0.42～4.6份。
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7.根據(jù)權(quán)利要求1～6任一項所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述改性處理包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7任一項所述的方法，其特征在于，步驟(3)中以所得改性碳化硅粉料制備碳化硅陶瓷包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
10.一種碳化硅陶瓷，其特征在于，所述碳化硅陶瓷由權(quán)利要求1～9任一項所述的方法得到。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種碳化硅生產(chǎn)廢料制備碳化硅陶瓷的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述碳化硅生產(chǎn)廢料包括碳化硅晶體切割過程中產(chǎn)生的廢液、碳化硅晶體加工過程中產(chǎn)生的裂片及碳化硅晶體生長過程中剩余的碳化硅粉料；
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟(1)所得碳化硅粉料的平均粒徑小于200μm，優(yōu)選為小于50μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一項所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述混合包括：第一混合含可聚合雙鍵的磺酸鹽、亞硫酸鹽與第一溶劑，得到第一混料；第二混合丙烯酸單體與烯丙基聚醚，得到第二混料；第三混合過硫酸鹽與第一溶劑，得到第三混料；再第四混合第一混料、第二混料與第三混料，調(diào)節(jié)ph后干燥，得到改性劑；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，以重量份計，步驟(2)所述混合過程中苯乙烯磺酸...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉欣宇，袁振洲，
申請(專利權(quán))人：江蘇超芯星半導(dǎo)體有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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