本发明公开了一种硅晶体线切割液，属于晶体切割
技术领域：
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背景技术：
：制备超薄超大的太阳能硅片是光伏产业的关键核心技术之一。目前，多线切割以其高产率、高质量及低损耗等优点已成为制备太阳能硅片的主要方法。现今太阳能硅片的尺寸是156mm×156mm，厚度200μm，而光伏行业下一阶段的目标为210mm×210mm，厚度100μm，同时还要提高切割效率和表面质量。随着硅片尺寸的变大和厚度的降低，势必对切片工序提出更高的要求。而现今多线切割普遍采用的是游离磨料的线切割液，切割过程复杂，工艺参数众多，成品率较低。解决这些问题的途径是深入研究线切割材料去除机理和加强新型高性能的线切割液的研究和开发。线切割液主要由磨粒、分散剂、有机酸、表面活性剂及其他添加剂组成。在线切割过程中线切割液对硅片加工有机械和化学的双重作用，对切割过程有重要的影响。具有良好润滑渗透、分散均匀的磨粒、适当的ph值和粘度等特性的线切割液能够有效降低硅片表面应力，提高加工质量和精度。目前主流的线切割液是聚乙二醇型，普遍存在分散悬浮能力欠佳、效率低、表面吸附严重不利于清洗，切割时热量高，切片质量差等问题，迫切需要研制出高性能的新型线切割液。因此，如何改善传统硅晶体线切割液分散悬浮能力欠佳、效率低、表面吸附严重不利于清洗，切割时热量高，切片质量差的缺点，以获取更高综合性能的硅晶体线切割液，是其推广与应用，满足工业生产需求亟待解决的问题。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是：针对传统硅晶体线切割液分散悬浮能力欠佳、效率低、表面吸附严重不利用清洗，切割时热量高，切片质量差的缺点，提供了一种硅晶体线切割液。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种硅晶体线切割液，是由以下重量份数的原料组成：40～50份聚乙二醇，3～5份螯合剂，3～5份消泡剂，8～10份改性添加剂，8～10份碳酸氢钙，5～8份有机酸，10～20份磷脂，10～20份硝酸铵，20～30份预处理碳化硅；所述硅晶体线切割液的配制过程为：按原料组成称量各组分原料，将聚乙二醇，螯合剂，消泡剂，改性添加剂，碳酸氢钙，有机酸，磷脂，硝酸铵，预处理碳化硅搅拌混合，即得硅晶体线切割液。所述螯合剂为苹果酸或柠檬酸中的任意一种。所述消泡剂为二甲基硅油，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚氧丙烯甘油醚中的任意一种。所述改性添加剂的制备过程为：将（n-脒基）十二烷基丙烯酰胺与聚乙二醇磷酸酯按质量比2：1～4：1混合，并加入聚乙二醇磷酸酯质量0.2～0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇磷酸酯质量0.12～0.18倍的二茂铁，恒温搅拌反应，出料，即得改性添加剂。所述有机酸为丁二酸，马来酸，酒石酸，苯甲酸或苯乙酸中的任意一种。所述磷脂为胆碱磷脂，乙醇胺磷脂，丝氨酸磷脂或甘油磷脂中的任意一种。所述预处理碳化硅的制备过程为：将碳化硅与硅烷偶联剂kh-570按质量比1：30～1：50搅拌混合，过滤，干燥，即得预处理碳化硅。本发明的有益效果是：本发明通过添加改性添加剂，碳酸氢钙和硝酸铵，在制备过程中，改性添加剂有效成分中分子结构为具有双亲性能的嵌段共聚物，该物质的双亲性能可有效提高碳化硅和聚乙二醇的相容性，使其稳定分散于体系中，该嵌段共聚物可自组装形成囊泡结构，从而使体系内部分散有该囊泡结构，起到辅助降粘作用，从而使得磨削液更好的在体系表面铺展，在使用过程中，碳酸氢钙吸收切割产生热量，降低体系的温度，同时分解生成碳酸钙，水和二氧化碳，碳酸钙可协助切割作业的进行，进一步提升切割效率，生成的水可一定程度溶解体系中的硝酸铵，硝酸铵溶于水吸收热量，有效降低体系的温度，有利于防止硅片因温度升高而翘曲变形，二氧化碳的产生可与该嵌段共聚物中的脒基团反应，而使脒基团带上正电荷，抵消碳化硅因吸附体系中的阴离子所带的负电荷，从而有效避免硅粉碎屑吸附在碳化硅颗粒影响切割效率。具体实施方式将（n-脒基）十二烷基丙烯酰胺与聚乙二醇磷酸酯按质量比2：1～4：1混合倒入三口烧瓶中，并向三口烧瓶中依次加入聚乙二醇磷酸酯质量0.2～0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇磷酸酯质量0.12～0.18倍的二茂铁，再将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为55～60℃，转速为300～500r/min条件下，恒温搅拌反应2～4h后，出料，即得改性添加剂；将碳化硅与硅烷偶联剂kh-570按质量比1：30～1：50置于单口烧瓶中，于转速为300～500r/min条件下，搅拌混合30～50min，得混合液，再将混合液过滤，得滤渣，随后将滤渣置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，即得预处理碳化硅；按重量份数计，将40～50份聚乙二醇，3～5份螯合剂，3～5份消泡剂，8～10份改性添加剂，8～10份碳酸氢钙，5～8份有机酸，10～20份磷脂，10～20份硝酸铵，20～30份预处理碳化硅置于烧杯中，于转速为500～800r/min条件下，搅拌混合40～60min，即得硅晶体线切割液。所述螯合剂为苹果酸或柠檬酸中的任意一种。所述消泡剂为二甲基硅油，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚氧丙烯甘油醚中的任意一种。所述有机酸为丁二酸，马来酸，酒石酸，苯甲酸或苯乙酸中的任意一种。所述磷脂为胆碱磷脂，乙醇胺磷脂，丝氨酸磷脂或甘油磷脂中的任意一种。实例1将（n-脒基）十二烷基丙烯酰胺与聚乙二醇磷酸酯按质量比4：1混合倒入三口烧瓶中，并向三口烧瓶中依次加入聚乙二醇磷酸酯质量0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇磷酸酯质量0.18倍的二茂铁，再将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应4h后，出料，即得改性添加剂；将碳化硅与硅烷偶联剂kh-570按质量比1：50置于单口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min，得混合液，再将混合液过滤，得滤渣，随后将滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得预处理碳化硅；按重量份数计，将50份聚乙二醇，5份螯合剂，5份消泡剂，10份改性添加剂，10份碳酸氢钙，8份有机酸，20份磷脂，20份硝酸铵，30份预处理碳化硅置于烧杯中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，即得硅晶体线切割液。所述螯合剂为苹果酸。所述消泡剂为二甲基硅油。所述有机酸为丁二酸。所述磷脂为胆碱磷脂。实例2将碳化硅与硅烷偶联剂kh-570按质量比1：50置于单口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min，得混合液，再将混合液过滤，得滤渣，随后将滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得预处理碳化硅；按重量份数计，将50份聚乙二醇，5份螯合剂，5份消泡剂，10份碳酸氢钙，8份有机酸，20份磷脂，20份硝酸铵，30份预处理碳化硅置于烧杯中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，即得硅晶体线切割液。所述螯合剂为苹果酸。所述消泡剂为二甲基硅油。所述有机酸为丁二酸。所述磷脂为胆碱磷脂。实例3将（n-脒基）十二烷基丙烯酰胺与聚乙二醇磷酸酯按质量比4：1混合倒入三口烧瓶中，并向三口烧瓶中依次加入聚乙二醇磷酸酯质量0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇磷酸酯质量0.18倍的二茂铁，再将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应4h后，出料，即得改性添加剂；将碳化硅与硅烷偶联剂kh-570按质量比1：50置于单口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min，得混合液，再将混合液过滤，得滤渣，随后将滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得预处理碳化硅；按重量份数计，将50份聚乙二醇，5份螯合剂，5份消泡剂，10份改性添加剂，10份碳酸氢钙，8份有机酸，20份硝酸铵，30份预处理碳化硅置于烧杯中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，即得硅晶体线切割液。所述螯合剂为苹果酸。所述消泡剂为二甲基硅油。所述有机酸为丁二酸。实例4将（n-脒基）十二烷基丙烯酰胺与聚乙二醇磷酸酯按质量比4：1混合倒入三口烧瓶中，并向三口烧瓶中依次加入聚乙二醇磷酸酯质量0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇磷酸酯质量0.18倍的二茂铁，再将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应4h后，出料，即得改性添加剂；将碳化硅与硅烷偶联剂kh-570按质量比1：50置于单口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min，得混合液，再将混合液过滤，得滤渣，随后将滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得预处理碳化硅；按重量份数计，将50份聚乙二醇，5份螯合剂，5份消泡剂，10份改性添加剂，10份碳酸氢钙，8份有机酸，20份磷脂，30份预处理碳化硅置于烧杯中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，即得硅晶体线切割液。所述螯合剂为苹果酸。所述消泡剂为二甲基硅油。所述有机酸为丁二酸。所述磷脂为胆碱磷脂。对比例：东莞市某润滑油有限公司生产的硅晶体线切割液。将实例1至5所得的硅晶体线切割液及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：分散悬浮性能：分散悬浮能力用悬浮率θ来表示；常温下，将配置好的切割液缓慢加入至100ml的具塞量筒中，静置6h，按公式（1）计算出悬浮率；θ=（h-h）/h×100%（1）式中：θ为悬浮率，h为切割液总高度，h为磨粒沉淀的高度。具体检测结果如表1所示：表1：分散悬浮性能具体检测结果检测项目实例1实例2实例3实例4对比例悬浮率/%63.553.258.355.446.7由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的硅晶体线切割液具有优异的分散悬浮性能的特点，能够有效的分散在体系中，提高切割效率，在线切割液行业的发展中具有广阔的前景。当前第1页12