一种用晶体硅的金刚线切割废料制备Si3N4-Si2N2O复相陶瓷的方法技术

本发明专利技术提出一种用晶体硅的金刚线切割废料制备Si3N4‑Si2N2O复相陶瓷的方法。首先，将晶体硅金刚线切割废料酸洗净化除杂，所得的料浆经过滤、水洗、烘干后得到净化后切割废料粉体，或将晶体硅金刚线切割废料不做任何处理。之后，将上述粉体中配入适量的工业硅粉或硅微粉、水和粘结剂，在混料机中混合均匀，将混合后的物料于压块机中压块成型，烘干后得到干燥的块体。最后，将上述块体进行氮化，并通过控制氮化温度及氮化时间，得到Si3N4‑Si2N2O复相陶瓷，该陶瓷中Si2N2O含量不高于50％。该法制备Si3N4‑Si2N2O复相陶瓷流程短、能耗低、易操作，易于实现工业化生产且产品具有韧性高、应用领域广的优势。该方法变废为宝，不仅具有经济效益，而且在环保层面具有重要意义。

A Method of Preparing Si3N4-Si2N2O Composite Ceramics from Crystalline Silicon Waste by WEDM

【技术实现步骤摘要】
一种用晶体硅的金刚线切割废料制备Si3N4-Si2N2O复相陶瓷的方法
本专利技术涉及二次资源利用的
，特别涉及一种用晶体硅的金刚线切割废料制备Si3N4-Si2N2O复相陶瓷的方法。
技术介绍
目前，太阳能因具有安全、清洁和永不枯竭等优点被广泛应用在人类的生产和生活中。太阳能电池的核心光电转换原件为晶体硅片。晶体硅片是通过多线切割晶体硅锭得到的，其中多线切割工艺包括砂浆碳化硅切割和金刚线切割。由于金刚线切割技术具有切割硅片厚度均匀、对硅片表面损伤小和污染小的特点而逐渐取代砂浆碳化硅切割成为光伏产业中的主流切割技术。在金刚线切割硅锭过程中，因晶体硅片厚度与切线宽度相差不多，会造成35～40％的晶体硅被切割成粉末形成废料而浪费掉(金刚线切割废料)。其主要成分为高纯硅，还含有少量的SiO2、金属杂质及有机溶剂，若是能将这部分废料有效利用，不仅解决了固体废弃物堆积带来的环境问题，而且使资源得到循环利用。目前，大多数关于晶体硅的金刚线切割废料的回收主要用于制备高纯硅、硅合金及纯氮化硅陶瓷粉体。其中，专利号为CN103553002A提出了一种以回收硅片切割锯屑制备高纯α相氮化硅粉体的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用晶体硅的金刚线切割废料制备Si3N4‑Si2N2O复相陶瓷的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将晶体硅的金刚线切割废料进行净化除杂，除杂后所得的料浆经过滤、水洗、烘干，得到净化后的切割废料粉体；(2)在步骤(1)所得粉体中配入水与粘结剂，在混料机中混合均匀，所述混合物料中水的配入量不超过30％，粘结剂的配入量不超过5％，将混合后的物料于压块机中压块成型，经烘干后得到干燥的块体；(3)将步骤(2)中得到的块体进行一次氮化，若所得的Si3N4‑Si2N2O复相陶瓷中Si2N2O的含量达到目标要求，则氮化结束，如若所得的Si3N4‑Si2N2O复相陶瓷中Si2N2O的含量未达到目标要求...

【技术特征摘要】
1.一种用晶体硅的金刚线切割废料制备Si3N4-Si2N2O复相陶瓷的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将晶体硅的金刚线切割废料进行净化除杂，除杂后所得的料浆经过滤、水洗、烘干，得到净化后的切割废料粉体；(2)在步骤(1)所得粉体中配入水与粘结剂，在混料机中混合均匀，所述混合物料中水的配入量不超过30％，粘结剂的配入量不超过5％，将混合后的物料于压块机中压块成型，经烘干后得到干燥的块体；(3)将步骤(2)中得到的块体进行一次氮化，若所得的Si3N4-Si2N2O复相陶瓷中Si2N2O的含量达到目标要求，则氮化结束，如若所得的Si3N4-Si2N2O复相陶瓷中Si2N2O的含量未达到目标要求，则调节氮化气氛中氧含量的比例进行二次氮化，得到所需的Si3N4-Si2N2O复相陶瓷；所述的一次氮化和二次氮化方法皆为：将物料升温到不高于1700℃；升温速率为2～10℃/min；氮化气氛中氧含量不大于20％，氮化保温时间为3～30h，氮化结束后继续通入气体直至温度降至室温后取出样品。2.根据权利要求1所述的用晶体硅的金刚线切割废制备Si3N4-Si2N2O复相陶瓷的方法，其特征在于，步骤(1)中，净化除杂所用酸为盐酸、硫酸或硝酸中的一种或两种以上；净化除杂中酸洗条件为：酸浓度5～50％，酸洗温度20～60℃，酸洗时间30～300min，固液比1:2～10。3.根据权利要求1或2所述的用晶体硅的金刚线切割废制备Si3N4-Si2N2O复相陶瓷的方法，其特征在于，步骤(2)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢鹏飞，金星，庄艳歆，孔剑，姜胜南，都兴红，闫姝，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21