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近年来,全球的光伏硅产业的飞速发展。在硅片的生成加工过程中产生了大量的废砂浆。目前,国内外主要采用固液分离的技术对线切割砂浆中的切割液和碳化硅磨料进行回收利用,而对于料浆中高纯硅的回收方法尚未成熟。因此切割料浆经回收后的残渣中含有大量硅粉、未分离彻底的碳化硅磨料以及因缺乏磨削能力而丢弃的碳化硅颗粒,该部分残渣由于缺乏利用价值而往往作为工业废料直接丢弃。 本文以多晶硅线切割废料为研究对象,通过加入适量碳化硅粉和添加剂探讨利用其作为主要原料制备碳化硅陶瓷的可能性,其目的一方面在于降低碳化硅陶瓷的生产成本,另一方面也为多晶硅线切割废料的再利用提供新的研究思路。 实验利用XRD、SEM等测试手段,研究了碳黑埋烧工艺制备碳化硅材料的可行性及在制备碳化硅材料过程中,炭黑埋烧工艺、原料配比、烧成温度等对材料性能的影响作用。 实验结果表明:采用过80目筛网的炭黑埋烧能够有效的保护碳化硅试样在高温时被氧化。在烧成温度为1420℃的条件下,当碳化硅的加入量为0%~60%时,随着碳化硅加入量的增加,试样的气孔率和电阻率逐渐增大,而试样的体积密度、抗折强度、导热系数性能呈现逐渐减小的趋势。当碳化硅的加入量为10%时,试样的孔隙率为13.9%,体积密度为2.28 g/cm3,抗折强度为99.8MPa,电阻率为0.0363Ω·cm。随着烧成温度的提高试样的气孔率呈逐渐下降趋势,试样的体积密度、抗折强度,导热系数都呈现增大的趋势。当碳化硅的加入量为10%、烧成温度为1600℃时,试样的气孔率为4.5%,体积密度2.49 g/cm3,抗折强度119 MPa,电阻率为627.54Ω·cm。 此外,本课题还以光伏硅切割废料为主要原料,通过添加适量炭黑或淀粉,在1420℃烧制了多孔碳化硅材料材料。研究表明,当炭黑含量小于10wt%时,随着炭黑的加入所制备的多孔碳化硅陶瓷的显气孔率逐渐增大,体积密度和抗折强度逐渐减小。当炭黑的加入量为8%时,试样的气孔率达为37.7%,体积密度为1.74g/cm3,抗折强度为56.5Mpa。