本发明涉及金刚石线锯切割技术领域，具体涉及一种纳米复合金刚石线锯切割液。
背景技术：
近年来，随着晶硅片切割工艺的改进，使用金刚石线锯切割晶硅片的优势越来越来明显，其具有切割效率高、面形精度好和环境清洁等优点，受到越来越多的关注，并有望成为日后的主要切割方式。金刚石线锯切割分为电镀金刚线和树脂金刚线，均是利用钢线外层包有的金刚石与硅片摩擦进行切割，出片率比传统的切割方式高，其切割速度是钢线的2-3倍。由于金刚石线锯切割速度快，钢线与硅棒之间的摩擦剧烈会产生大量的热，如果不及时排除将会影响硅片的质量。因此，在硅棒切割过程中需要用到切割液。
切割液作为切割主要耗材之一，其性能直接影响着切割效率、切片质量甚至影响太阳能电池的转化效率，进而影响整个制造过程。目前市场上销售的切割液，其主要成分是水溶性的聚烷氧基化合物，并辅以各种功能的添加剂，其比热容低，对热的分散传导能力不强，且不能对硅片表面进行有效的保护影响硅片的质量。因此，急需一种比热容高、热传导能力强，能够有效保护硅片表面的切割液。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种冷却、传热性能好，且能对硅片表面进行有效保护的金刚石线锯切割液。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种纳米复合金刚石线锯切割液，以重量百分比计，其制备原料包括：极压剂1～5%，润滑剂10～60%，稳定剂2～10%，消泡剂0.1～2%，防腐剂0.1～5%，纳米添加剂0.05～2%，余量为去离子水；所述极压剂为硼酸酯类极压剂；所述消泡剂为有机硅烷消泡剂；所述的纳米添加剂为水溶性纳米添加剂。
本发明纳米复合金刚石线锯切割液，在切割液中加入了纳米添加剂，不仅能够起到减摩、润滑的作用，还能对硅片表面进行有效保护；提高硅片的合格率。
优选的，所述极压剂为三乙醇胺硼酸酯或十六烷基硼酸钙。硼酸酯类极压剂的极压抗磨效果好，使用寿命长，水溶性好。
优选的，所述润滑剂为聚乙二醇、磷酸三乙酯、油酸中的一种或两种及以上的混合物。
优选的，所述稳定剂为油酸三乙醇胺、聚乙烯吡咯啉酮、聚甲基丙烯酸铵中的一种或两种的混合物。
优选的，所述消泡剂为二甲基硅油、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚聚氧丙酮胺醚中的一种或两种的混合物。消泡剂的添加主要是为了抑制硅片切割中喷洗切割液过程中产生的气泡，防止泡沫过多聚集发生溢槽现象。
优选的，所述防腐剂为山梨酸、脱氢乙酸、十二烯基二丁酸二乙酰胺、苯甲酸钠中的一种或两种的混合物。
优选的，所述的纳米添加剂为水溶性纳米二氧化硅。
本发明纳米复合金刚石线锯切割液的制备方法为：首先按照上述配比选择制备原料：极压剂1～5%，润滑剂10～60%，稳定剂2～10%，消泡剂0.1～2%，防腐剂0.1～5%，纳米添加剂0.05～2%，余量为去离子水；然后在带有机械搅拌的容器中，一次加入上述去离子水、极压剂、润滑剂、稳定剂、消泡剂、防腐剂和纳米添加剂，在室温下搅拌1～3小时后既得到所述的纳米复合金刚石线锯切割液。
本发明的有益效果在于：
本发明纳米复合金刚石线锯切割液具有良好的润滑、冷却、清洗性能；所用原料无毒或低毒、环保，符合绿色环保的生产要求；加入了纳米添加剂，该添加剂能够完全溶解到切割液中，在硅锭切割中能在硅锭表面与金刚石线锯之间形成保护层，起到减小摩擦、防止污片或划伤硅片，提高成品率。
具体实施方式
下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料。
实施例1：一种纳米复合金刚石线锯切割液，其制备原料和制备过程为：分别精确称取三乙醇胺硼酸酯0.03Kg，聚乙二醇0.5Kg，油酸三乙醇胺0.05Kg，二甲基硅油0.01Kg，山梨酸 0.003Kg，纳米二氧化硅0.003Kg，去离子水0.404Kg；在带有机械搅拌的容器中加入去离子水，打开搅拌；然后依次添加所述的三乙醇胺硼酸酯，聚乙二醇，油酸三乙醇胺，二甲基硅油，山梨酸，纳米二氧化硅，继续搅拌2小时得到所述的纳米复合金刚石线锯切割液1.00Kg。
实施例2：一种纳米复合金刚石线锯切割液，其制备原料和制备过程为：分别精确称取三乙醇胺硼酸酯0.04Kg，磷酸三乙酯0.6Kg，聚甲基丙烯酸铵0.07Kg，壬基酚聚氧乙烯醚0.01Kg，苯甲酸钠0.004Kg，纳米二氧化硅0.003Kg，去离子水0.273Kg；在带有机械搅拌的容器中加入去离子水，打开搅拌；然后依次添加所述的三乙醇胺硼酸酯，磷酸三乙酯，聚甲基丙烯酸铵，壬基酚聚氧乙烯醚，苯甲酸钠，纳米二氧化硅，继续搅拌2小时得到所述的纳米复合金刚石线锯切割液1.00Kg。
实施例3：一种纳米复合金刚石线锯切割液，其制备原料和制备过程为：分别精确称取十六烷基硼酸钙0.03Kg，聚乙二醇0.6Kg，聚乙烯吡咯啉酮0.08Kg，二甲基硅油0.02Kg，脱氢乙酸0.002Kg，纳米二氧化硅0.003Kg，去离子水0.265Kg；在带有机械搅拌的容器中加入去离子水，打开搅拌；然后依次添加所述的十六烷基硼酸钙，聚乙二醇，聚乙烯吡咯啉酮，二甲基硅油，脱氢乙酸，纳米二氧化硅，继续搅拌2小时得到所述的纳米复合金刚石线锯切割液1.00Kg。
实施例4：一种纳米复合金刚石线锯切割液，其制备原料和制备过程为：分别精确称取十六烷基硼酸钙0.03Kg，油酸0.5Kg，油酸三乙醇胺0.10Kg，聚氧乙烯醚聚氧丙酮胺醚0.02Kg，山梨酸0.005Kg，纳米二氧化硅0.003Kg，去离子水0.342Kg；在带有机械搅拌的容器中加入去离子水，打开搅拌；然后依次添加所述的十六烷基硼酸钙，油酸，油酸三乙醇胺，聚氧乙烯醚聚氧丙酮胺醚，山梨酸，纳米二氧化硅，继续搅拌2小时得到所述的纳米复合金刚石线锯切割液1.00Kg。
将以上各实施例中配制的纳米复合金刚石线锯切割液与市售的切割液进行硅锭切割性能对比试验，试验结果如下表1所示。
表1给出了实施例1-4配制的纳米复合金刚石线锯切割液与市售切割液的硅锭切割性能对比试验数据，分别从成品率、污片率和TTV不良率（硅片最厚与最薄处的差值）三个性能指标进行了对比；从试验数据可以看出，本发明配制的纳米复合金刚石线锯切割液各项性能指标都优于市售切割液，具有良好的切割性能。
上面结合实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。