切割液的主要成分是什么？

切割液的主要成分是什么？

由于在应用上对太阳能硅片表面的平整度、洁净度、导电性等性能指标有着极其严格的要求，故太阳能硅片的切割过程中，需要使用硬度高、粒度小且粒径分布集中的碳化硅微粉作为主要切削介质。为使碳化硅微粉在切削过程中分散均匀，同时及时带走切削过程中产生的巨大的摩擦热，通常需先将碳化微粉按照一定比例加入到以聚乙二醇（PEG）基或油类为主要原料合成的水溶性或油性太阳能硅片切割液中并充分分散，配置成均匀稳定的切割砂浆后再用于硅片切割。

使用碳化硅微粉作为介质在太阳能硅片线切割过程中，整个机理是使碳化硅微粉颗粒持续快速冲击硅棒表面，利用碳化硅颗粒的坚硬特性和锋利菱角将硅棒逐步截断，这一过程会伴随着较大的摩擦热释放，同时由于碳化硅颗粒与硅棒之间的碰撞和摩擦而产生的破碎碳化硅颗粒和硅颗粒也将混入切割体系中。为了避免被切割开的硅片受切割体系温度升高的影响而发生翘曲和其表面被细碎颗粒过度研磨而影响其光洁度，必须设法将切割热及破碎颗粒及时带出切割体系，因此切割液的主要作用是使砂浆具有良好的流动性，碳化硅颗粒能够在切割体系中均匀稳定的分散，在钢线的高速运动中以均匀平稳的切割力场作用于硅棒表面，同时及时带走切割热和破碎颗粒，保证硅片的表面质量。
整个切割过程对太阳能硅片切割液的质量提出了极高的要求和技术标准。由于太阳能硅片切割液是用浸润性好，排削能力强且对碳化硅类磨料具有优良的分散特性的聚乙二醇（PEG）基或油基为主要成份生成的化合物，因而聚乙二醇(PEG)的性能特点对硅片切割液本身以及硅片的加工过程起着无可替代的作用。

聚乙二醇（PEG）：也称聚乙二醇醚,是由环氧乙烷与水或乙二醇为原料通过逐步加成反应而生成，其原材料主要来源于石油制品。

物理性质：

1、当PEG的分子量200-700时为白色或透明的粘稠液体,1000-2000时为蜡质半硬固体,3000-20000时为坚硬的蜡状固体.聚乙二醇(PEG)为低毒无刺激性聚合物.

2、相对密度:液体1.127-1.128g/cm²。固体1.17-1.215 g/cm²；

3、溶点：固体60℃以下，液体20℃以下；

4、粘度：4.3-10.5x10^-6m²/s(98.9℃)；

5、闪点为179-252℃（液体），221-228℃（固体）。

6、聚乙二醇（PEG）具有很强的吸水性，在常温条件下可从空气中吸收水分，液体可与水任意比例混溶，当温度升高后，任何级分的固体聚乙二醇均能与水任意比例互溶，当温度高至水的沸点时，聚合物会沉淀出来，析出温度取决于聚合物的分子量和浓度。

化学性质

聚乙二醇（PEG）属非离子型聚合物，在正常条件下是稳定的，在120℃或更高温度下能与空气中的氧发生氧化作用，用二氧化碳或氮等惰性气体保护，在200-240℃也不发生变化，当升至300℃左右，分子链节发生断裂而降解。

应用：

1、聚乙二醇系列产品可用于药剂；相对分子量较低的聚乙二醇可用作溶剂、助溶剂、O/W型乳化剂和稳定剂，用于制作水泥悬剂、乳剂、注射剂等；也用作水溶性软膏基质和栓剂基质。

2、用于硅片切割过程中的切割液的聚乙二醇（PEG）分子量通常为300-400，这一级别的PEG具有适宜的粘度指标，既有良好的流动性，又对碳化硅微粉具有良好的分散稳定性，带砂能力强。

油基的油性切割液与聚乙二醇基的水性切割液具有相似的理化性能，与碳化硅微粉有良好的相容性，具有与PEG300/400相近的粘度指标，带砂能力好等，与PEG300/400相比，油性切割液具有更强的排屑能力，因此使用油性切割液配制成的砂浆在切割硅棒时往往能够切出表面质量非常好的硅片。如日本的油基切割液PS-LP-500D，其密度为0.826 g/cm³ ,粘度96mmPa.s左右，闪点112℃，在-10℃时仍具有良好的流动性，还有辽宁奥克、辽宁科隆等都有油性切割液，被广泛地用于半导体、太阳能硅片、水晶等切割加工领域。

聚乙二醇（PEG）：也称聚乙二醇醚,是由环氧乙烷与水或乙二醇为原料通过逐步加成反应而生成，其原材料主要来源于石油制品。

根据我国目前市场情况，切削液的主要成分如下。 (1)油或油基液体：属于ASTM D 2881分类中的Ⅰ-A、Ⅰ-B、Ⅰ-C，习惯称为切削油(也称净切削油)，主体为矿物油，含或不含添加剂。 (2)乳液：属于ASTM D 2881分类中的Ⅱ-A、Ⅱ-B、Ⅱ-C，有时称为溶解油。 根据矿物油含量和油滴粒度可分为3种： 粗乳液：含油65%~80%,油滴粒度2~10 μm； 微乳液：含油40%~50%，油滴粒度＜1 μm； 半合成乳液：含油5%~40%，油滴粒度约0.1 μm； (3)合成液体：含油或不含油，以溶于水的高分子有机物为主要润滑剂。 (4)化学溶液：不含油，属ASTM D 2881分类中的Ⅲ。 从以上成分来看，以切削油的润滑性最好。乳化液中的粗乳、微乳和半合成型乳液，如配制得当也有相当好的润滑性能。目前粗乳液和微乳液的使用范围最广泛。用于重负荷切削的乳化液要含极压添加剂。