微粉生产与切割应用

微粉生产与切割应用第一页，共二十九页，编辑于2023年，星期二

目录1.企业简介2.磨料的定义3.碳化硅的冶炼4.微粉的定义及生产5.微粉的存放6.切割应用烘砂7.微粉切割特性8.悬浮液的粘度9.砂浆的更换第二页，共二十九页，编辑于2023年，星期二

公司简介河南新大新材料股份有限公司成立于1997年，位于开封市精细化工产业园区，是一家专业从事太阳能晶硅片、半导体线切割刃料研发、生产、销售的高新技术企业。同时公司提供晶硅片切割废砂浆的回收再利用服务，是河南省第一批资源综合利用新型企业。公司主导产品太阳能晶硅片切割刃料、半导体晶圆片切割刃料是太阳能光伏产业、半导体芯片制备产业的专用切割材料，同时还广泛应用于工程陶瓷、研磨材料等领域。

第三页，共二十九页，编辑于2023年，星期二改进与革新

公司自主研发的“一种干式球磨分级设备”项目通过鉴定并获得了“实用新型专利证书”。设备采用干法球磨机与气流分级机相结合，对物体进行粉碎和预分级，使用其粉碎后的微粉颗粒形状独特，既没有气流磨粉碎的那么圆形尖角，也不同于雷蒙磨粉碎后的长条状片状，针状，而是等积形有尖角，非常适合于研磨和切割。此形状适合于做为切割晶圆电池片使用的专用刃料。2009年1月，新大新自主研发的“一种微粉湿法分级设备”项目亦通过中华人民共和国国家知识产权局鉴定并颁发了“实用新型专利证书”。设备增加了内溢流锥，其分级效率大大提高，可分级粒度范围窄的产品分选时料浆浓度提高到１５％，同时缩短分级周期。作为一种机械设备，该设备解决了现有传统的微粉溢流设备普遍采用外溢流法生产而导致的分级效率低，分级的产品粒度范围较宽，以及分级周期长，分选溢流出的料浆浓度低等缺陷。第四页，共二十九页，编辑于2023年，星期二产能与扩产第五页，共二十九页，编辑于2023年，星期二线切割微粉是一种高耗能的不可再生资源，同时污染也较为严重。我司一直在努力为提高线切割微粉的重复使用率进行不断的研究和创新。为此我们也投入大量的资金，兴建了高纯度的冶炼厂，扩建回收生产线，研发新型破碎设备，使线切割微粉赶超其它发达国家，成为线切割微粉行业的领军企业。为在发展中不断的创新，更好的为贵司提供技术服务，我司联合河南大学为提供更优质线切割产品研究试验也在同步进行。

第六页，共二十九页，编辑于2023年，星期二磨料的定义在磨削、研磨和抛光中起切削作用的颗粒状材料。磨料主要用于制造磨具，也可以直接用于某些研磨和抛光工作。磨料应具有以下基本性质：①较高的硬度②适当的强度③高温稳定性④化学惰性第七页，共二十九页，编辑于2023年，星期二磨料的分类

磨料分为:天然磨料与人造磨料。天然磨料分为超硬磨料与普通磨料；天然超硬磨料：金刚石是目前已知最硬的物质，摩氏硬度为10；普通磨料包括：石英砂、天然刚玉、石榴石、珍珠岩等其它磨料。人造磨料分为人造超硬磨料与人造普通磨料；人造超硬磨料：人造金刚石、立方氮化硼；普通人造磨料分为刚玉类和碳化物类，刚玉：棕刚玉、白刚玉、黑刚玉；碳化物类：绿碳化硅、黑碳化硅、碳化硼。第八页，共二十九页，编辑于2023年，星期二碳化硅的冶炼

碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种。碳化硅分子式为SiC，碳化硅是典型的共价键结合的化合物，它有α和β两种晶型，即立方型和六方型。立方型称为β—SiC，它是在1800℃—2000℃形成，属低温产物，主要用于微型轴承的超精研磨。六方型称为α—SiC，它是在2000℃以上形成的。碳化硅在一个大气压下的分解温度为2400℃，无熔点。第九页，共二十九页，编辑于2023年，星期二冶炼生产线第十页，共二十九页，编辑于2023年，星期二第十一页，共二十九页，编辑于2023年，星期二

微粉的概念粒径小于63微米的磨料称为微粉。一般根据在水或气流中沉降的方法分级。微粉通常以众多磨粒组成的“粒群”为产品，磨料粒度粗细，对被磨工件的表面质量和加工效率有很大影响。当工件的加工余量大，要求提高加工效率而不要求高的表面质量时，可选用较粗粒度；反之，应选用较细粒度。第十二页，共二十九页，编辑于2023年，星期二微粉生产流程破碎加工化学处理粒度砂精破碎提纯水力分级单粒度号干燥筛菘精筛菘包装发货第十三页，共二十九页，编辑于2023年，星期二

1.球磨2.气流磨3.雷蒙磨4.搅拌介质磨碳化硅微粉的制粒第十四页，共二十九页，编辑于2023年，星期二粒度分选1.水选

虹吸溢流2.分选

干式分级第十五页，共二十九页，编辑于2023年，星期二产品特色公司拥有自主研发的国内外领先的生产设备、工艺技术，生产规模化、专业化，产品性能稳定，形成竞争优势。1.颗粒高效磨削切断力：①粉碎方法特制②圆形度良好

＞提高切断加工性能＞回收利用效果良好，并增加回收次数2.质量稳定以水力分级技术，不添加其它化学分散剂，维持碳化硅粒度分布合理。3.颗粒分散性能高

利用军工技术，超声波分散，提高分体与切削液良好混配，砂浆流动性、悬浮性明显增强。第十六页，共二十九页，编辑于2023年，星期二碳化硅微粉的存放

根据碳化硅的特点以及线切割的要求，在碳化硅微粉的存放上我们建议：（1）存放日期：线切割用的碳化硅微粉最佳使

用期为4个月以内；

（2）存放的环境应干燥、通风；（3）存放、搅拌、使用的环境温度不能相差太大，否则会影响砂浆的料性；

（4）存放的环境应该清洁，地面不能有杂物，尤其不能有建筑用河沙等坚硬的颗粒物存在；

（5）使用时应遵循先进先出的原则用料，应避免长时间放置。第十七页，共二十九页，编辑于2023年，星期二下面就结合我售后服务时积累了相关资料和切割刃料自身独有的特性，和各位工程师探讨一下“欲使切割刃料发挥其最大的优势”应注意的一些问题，这些内容与贵公司现行的操作工艺或许有些出路，所以仅供贵公司参考，旨为共同探索优化我们的操作工艺。第十八页，共二十九页，编辑于2023年，星期二

烘干注意事项（1）操作人员穿好工装，打开烘箱门；（2）把切割微粉打开包装口，口向上放入烘箱，在打开切割微粉袋子时谨防有异物混入；（3）要有专人定时对烘箱的温度进行观测和记录；（4）把烘干好的切割微粉一次性均匀投入到搅拌机内进行搅拌。根据具体工艺一次不能搅拌完，剩余的切割微粉应该放置在烘箱内，与下批料一起重新烘干再使用。严禁把烘干后的原料不加任何防护措施，裸放于空气中；

其它注意事项（1）特别注意在打开切割微粉袋子时不能有异物混入；（2）在从烘干箱取料时注意操作规程，小心烫伤；（3）烘干温度不能超过120度，注意纸袋包装的理论燃点；第十九页，共二十九页，编辑于2023年，星期二碳化硅微粉不要过早的打开其防水包装—收缩膜的缠绕、上下纸垫、纸袋等。给料方式-在向搅拌桶投料时最好用螺旋给料装置，或者用真空泵抽取装置；如果采用人工直接投料工艺，要确保每袋碳化硅微粉都是均匀的投入到料桶当中去，严禁把整袋碳化硅微粉一下子全部投入。

保持包装清洁-

在投料时，不能把装有碳化硅微粉的纸袋直接放在地面上，不能直接用脚踩踏碳化硅微粉的包装，以免刃料被污染。

-投料环境尽可能为密封，不要把已经打开包装的刃料长时间的裸放于空气当中。造成空气中杂质的侵入。

-烂包装的刃料尽量不使用，烂包装后可能已经混入杂质，影响切割效果，造成不必要的损失。

-料浆使用中应控制好使用工具，禁止交叉使用而造成二次污染。碳化硅微粉的投料；第二十页，共二十九页，编辑于2023年，星期二碳化硅微粉使用在使用过程中要防止二次污染：（1）投料车间温度控制在25度，相对湿度40％以下；（2）投料环境为密封的，这样不易随空气流动落入大的颗粒物。（3）烂包装的刃料不使用，烂包装后可能已经混入其它异物。（4）料浆使用中应控制好使用工具，防止交叉使用污染。（5）备投料浆避免存放时间过长，过长会产生团结物，也会形成假性颗粒，会给线切割带来影响。第二十一页，共二十九页，编辑于2023年，星期二晶硅片切割应用碳化硅微粉是最主要用于多线切割机上的磨料之一，适合于切割比较硬而且脆的材料。线切割是由导轮带动细钢线高速运转，由钢线带动砂浆形成研磨的切割方式。在线切割机的切割过程中，悬浮液夹裹着碳化硅磨料喷落在细钢线组成的线网上，依赖于细钢线的高速运动，把研磨液运送到切割区，对紧压在线网上的工件进行研磨式切割，随着碳化硅磨料对工件的一次次刻划，逐渐把多余的材料带走，是一种类似于研磨的滚动刻划的方法，这种机制也被称为：自由研磨切割加工。第二十二页，共二十九页，编辑于2023年，星期二切削的主要因素

由悬浮液以及碳化硅组成的砂浆中碳化硅的切割能力、细钢线的张力、细钢线运行速度和工件进给速度（工件紧压在细钢线上的下降速度）是影响刻划的主要因素。细钢线的高速运动促使悬浮液携带着带有棱角的碳化硅颗粒以不断滚动的方式进入切割区，从而产生很强切削能力，而且由于细钢线上加有一定的张力，使碳化硅磨料一般只沿钢线运动的方向逐渐对工件进行一次次刻划，使工件沿细钢线的缝隙被切成一个个薄片，碳化硅磨料对细钢线侧向影响很小，所以薄片表面并看不到切割痕迹。第二十三页，共二十九页，编辑于2023年，星期二碳化硅微粉的切割性碳化硅微粉是自由研磨切割加工。Si的摩氏硬度6.5，SiC的摩氏硬度9.2~9.5，钢丝的摩氏硬度5第二十四页，共二十九页，编辑于2023年，星期二砂浆切割能力

因为线切割是研磨式切割，因此砂浆的切割能力是决定切割质量的主要因素。砂浆是由悬浮液和碳化硅按一定比例配制而成的混合物，衡量砂浆切割能力的条件主要包括砂浆的配比、砂浆的粘度、碳化硅的粒度分布、碳化硅的粒型等因素，而且这些因素都不是容易量化的，大部分只能靠经验来判断。第二十五页，共二十九页，编辑于2023年，星期二

悬浮液的粘度粘度是悬浮液的流变特性的衡量指标，它显示了悬浮液的流动特性，在线切割过程中碳化硅磨料是以与悬浮液组成的砂浆混合物的形态传输，悬浮液是碳化硅跟随钢线进入切割区的主要载体。第二十六页，共二十九页，编辑于2023年，星期二

粘度是切割液的流变特性，它显示抗流动性，在线切割中磨料是以切割液的形态传输。所以，切割液的流变力在切割中起主要作用。1.切割液阻止磨料在储料箱中沉淀；2.在被泵抽到切割机上的时候沉淀；3.能够使切割液轻易地被抽到金属线上，粘度要低切割液在切割区和泵抽系统，应该有一个低粘度从而提高剪切率。降低粘度，提高线速，细磨料的切割效率会提高。

可以通过测量粘度来监测适当的磨料分散和混合。粘度在不断的下降直到所有的磨料分散好。因为，成团的颗粒和大颗粒一样会引起擦伤，通过粘度来控制沙浆是否分散均匀。第二十七页，共二十九页，编辑于2023年，星期二更换砂浆及注意点更换砂浆时一定要使用过滤袋，根据切割后砂浆的比重确定砂浆的更换量，一般在更换5次以下砂浆时要求的更换量在130---140Kg左右，5次以上砂浆时要求的更换量在150Kg左右，以控制砂浆中杂质的比例和SiC的含量。注意点：1、砂浆的洁净度对于硅片切割的质量有很大的影响，如果砂浆中有较多杂质，最直观的就是硅片会有线痕或轻线痕，因此在整个操作过程中保持砂浆的洁净度是非常重要的。2、砂浆的比重对于切割的效率和切片质量有至关重要的影响，所以一定要配制比重准确的砂浆。切割的原理是用钢丝带动