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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及精密加工,尤其涉及一种金刚石微粉颗粒分散方法。
技术介绍
1、碳化硅(sic)是优异的第三代半导体,具有稳定的热、化学、机械性质,其能隙宽度大于2ev,适用于高压高频的场合,如功率器件、射频器件等,是应用最广泛的宽禁带半导体材料之一,但目前仍面临晶圆制造和器件制造的挑战,加工成本长期居高不下,阻碍了sic晶圆的推广及应用。
2、金刚石因其硬度高、热导性好、化学稳定性强等特性,在磨料、切割、热导材料等领域有着广泛的应用。在这些应用场景中,超硬制品中金刚石颗粒的均匀分散是提高产品性能的关键。传统的分散方法通常依赖于机械搅拌或化学分散剂,往往存在分散不均、颗粒团聚等问题。因此,开发一种新的金刚石微粉颗粒分散方法具有重要的实际意义。
3、颗粒团聚的主要原因是颗粒带电。通常情况下,颗粒与气体、液体、固体接触时可带电,带电又可引起其他不同现象,例如颗粒间的团聚现象。超细粉体颗粒尺寸较小,具有极大的比表面积和较高的表面能,表面缺少临近的配位原子,导致颗粒表面存在大量的不饱和键,具有很高的表面活性,处于热力学极不稳定状态,彼此之间极易产生自发团聚现象。再加上颗粒间的范德华力、静电力以及悬浮液中溶剂的表面张力等因素,使其在制备和后处理过程中极易发生粒子间的团聚,使粒径变大,形成二次颗粒,最终在使用过程中通过产生空间效应来增强排斥,即,通过提高颗粒表面电位的方法来提高金刚石微粉颗粒的分散性,但会失去超细颗粒所具备的特有功能,大大阻碍超细粉体优势的充分发挥。
4、在固固状态下,想要破坏颗粒间的静电引力
5、因此,需要一种金刚石微粉颗粒分散方法,以解决上述技术方案中存在的问题。
技术实现思路
1、为此,本专利技术提供了一种金刚石微粉颗粒分散方法,以解决或至少缓解上面存在的问题。
2、根据本专利技术的一个方面,提供了一种金刚石微粉颗粒分散方法,包括:配置分散液,所述分散液中包含分散介质;获取金刚石微粉并加入到所述分散液中,得到初步混合物,其中,所述初步混合物中包含所述金刚石微粉团聚形成的金刚石微粉颗粒;对所述初步混合物进行搅拌,以使金刚石微粉颗粒初步分散,得到第一混合物;向所述第一混合物中加入分散剂和包覆剂,得到第二混合物;对所述第二混合物进行加热,并对所述第二混合物进行搅拌,以使金刚石微粉颗粒表面带电荷,得到第三混合物;产生重力场和电场,以使所述第三混合物中的金刚石微粉颗粒在重力场和电场作用下运动,直至金刚石微粉颗粒分散均匀。
3、可选地,在根据本专利技术的金刚石微粉颗粒分散方法中,配置分散液,包括:获取分散介质溶液,并在所述分散介质溶液中加入控酸溶液,以配置分散液,并控制所述分散液的ph值为5~7。
4、可选地,在根据本专利技术的金刚石微粉颗粒分散方法中,所述控酸溶液为醋酸稀释液、盐酸稀释液或者硝酸稀释液。
5、可选地,在根据本专利技术的金刚石微粉颗粒分散方法中,对所述初步混合物进行搅拌,包括:对所述初步混合物进行机械搅拌第一预定时长,再同时进行机械搅拌和超声搅拌第二预定时长。
6、可选地,在根据本专利技术的金刚石微粉颗粒分散方法中,所述第一预定时长为30min,所述第二预定时长为2h。
7、可选地,在根据本专利技术的金刚石微粉颗粒分散方法中,对所述第二混合物进行加热,包括:基于预定温度对所述第二混合物进行水浴加热,其中,所述预定温度为50~60℃。
8、可选地,在根据本专利技术的金刚石微粉颗粒分散方法中,对所述第二混合物进行搅拌,包括:对所述第二混合物同时进行机械搅拌和超声搅拌2h。
9、可选地,在根据本专利技术的金刚石微粉颗粒分散方法中,所述方法适于在反应设备中执行,所述第三混合物置于所述反应设备的容器内,所述反应设备的搅拌器、所述反应设备的外壁圆周方向分别布置有第一电极、第二电极;产生重力场和电场,以使所述第三混合物中的金刚石微粉颗粒在重力场和电场作用下运动,直至金刚石微粉颗粒分散均匀,包括:通过调整所述反应设备的容器的位置和角度,以对所述第三混合物中的金刚石微粉颗粒施加重力场,以便所述金刚石微粉颗粒在重力场和自身重力作用下进行沉降;通过所述第一电极和所述第二电极产生电场,通过直流电源在所述第一电极与第二电极之间提供预定电压,并基于预定频率间隔交换所述预定电压的正负极,以便不断改变所述第三混合物中带电荷的金刚石微粉颗粒的自身运动方向,破坏金刚石微粉颗粒的内聚力,直至所述第三混合物中的金刚石微粉颗粒分散均匀。
10、可选地,在根据本专利技术的金刚石微粉颗粒分散方法中,所述电场与重力场的方向相互垂直或平行。
11、可选地,在根据本专利技术的金刚石微粉颗粒分散方法中,所述预定电压为0~10kv。
12、可选地,在根据本专利技术的金刚石微粉颗粒分散方法中,所述分散剂为阳离子聚合物,所述包覆剂为金刚石粉体改性包覆剂。
13、可选地,在根据本专利技术的金刚石微粉颗粒分散方法中,所述金刚石微粉的粒度为3000~30000#。
14、根据本专利技术的技术方案,提供了一种金刚石微粉颗粒分散方法,通过配置包含分散介质的分散液,将金刚石微粉加入到分散液中得到初步混合物,通过对初步混合物进行搅拌,以使金刚石微粉颗粒初步分散得到第一混合物。进而,向第一混合物中加入分散剂和包覆剂,可得到第二混合物。之后,对第二混合物进行加热并进行搅拌,以使金刚石微粉颗粒表面带电荷,得到第三混合物。进而,通过产生重力场和电场,以使第三混合物中的金刚石微粉颗粒在重力场和电场作用下运动,直至金刚石微粉颗粒分散均匀。这样,根据本专利技术的金刚石微粉颗粒分散方法,通过电场、重力场、温度场、机械场和化学场的耦合作用,能够有效打破金刚石微粉颗粒之间的团聚,提高金刚石微粉颗粒的分散效率和分散均匀性,实现了金刚石微粉颗粒的均匀分散效果。并且,本专利技术的金刚石微粉颗粒分散方法操作简单,易于实现,且对环境影响小,适用于工业生产。
15、此外,采用本专利技术处理后的金刚石微粉制备金刚石减薄砂轮,能够提高砂轮的锋利度和强度。采用本专利技术处理后的金刚石微粉制备金刚石研磨液,能够提高对晶圆的研磨加工效率,且能够提升磨粒在研磨液介质中的分散性。
16、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述,为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本专利技术的具体实施方式。
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1.一种金刚石微粉颗粒分散方法,包括:
2.如权利要求1所述的方法,其中,配置分散液,包括:
3.如权利要求2所述的方法,其中,
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,对所述初步混合物进行搅拌,包括:
5.如权利要求4所述的方法,其中,
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法,其中,对所述第二混合物进行加热,包括:
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法,其中,对所述第二混合物进行搅拌,包括:
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法,其中,所述方法适于在反应设备中执行,所述第三混合物置于所述反应设备的容器内,所述反应设备的搅拌器、所述反应设备的外壁圆周方向分别布置有第一电极、第二电极;
9.如权利要求8所述的方法,其中,所述电场与重力场的方向相互垂直或平行。
10.如权利要求8所述的方法,其中,所述预定电压为0~10kV。
【技术特征摘要】
1.一种金刚石微粉颗粒分散方法,包括:
2.如权利要求1所述的方法,其中,配置分散液,包括:
3.如权利要求2所述的方法,其中,
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,对所述初步混合物进行搅拌,包括:
5.如权利要求4所述的方法,其中,
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法,其中,对所述第二混合物进行加热,包括:
7.如权利要求1-6中任一...
【专利技术属性】
技术研发人员:尹韶辉,张子平,周仁宸,杨远航,吉佛涛,董广帅,
申请(专利权)人:江苏优普纳科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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