[發明專利]一種多晶硅提煉設備用大幅面銀/鋼復合板的制備方法

有效

• 申請號: 201610111563.7
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105643127B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 趙惠;朱磊;李平倉;郝紅衛;龐國慶;劉凱;夏雪榮;張家毓;沈春豫
• 申請（專利權）人: 西安天力金屬復合材料有限公司
• 主分類號: B23K31/02
• 分類號: B23K31/02;B23K35/36;B23K101/18
• 代理公司: 西安創知專利事務所61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于多晶硅提煉技術領域，具體涉及一種多晶硅提煉設備用大幅面銀/鋼復合板的制備方法。

背景技術

多晶硅是生產單晶硅的直接原料，是當代人工智能、自動控制、信息處理、光電轉換等半導體器件的電子信息基礎材料，被稱為“微電子大廈的基石”，在未來的50年里，還不可能有其他材料能夠替代硅材料而成為電子和光伏產業主要原材料。利用硅礦提煉多晶硅作為高新產業越來越受到人們追捧。中國多晶硅工業起步于20世紀50年代，60年代中期實現了產業化，但是到70年代，由于工藝技術落后，環境污染嚴重，消耗大，成本高等原因，絕大部分企業因虧損而相繼停產或轉產。利用硅礦提煉多晶硅作為高新產業技術，耗能大、電力需求高已成為中國大多數硅礦企業亟待突破的瓶頸之一，因此大力降低能耗是發展多晶硅產業重要途徑之一。

多晶硅提煉設備的能耗與設備的熱傳導率和反射率有關。國內的設備用材主要以奧氏體不銹鋼復合材為主，它的熱傳導率為16w/m℃(100℃條件下)，反射率約為60％，因此如果想降低能耗就必須找到熱傳導率和反射率大大優于不銹鋼的材料。經調研發現，純銀質軟塑性良好，其熱傳導率為429w/m℃(100℃條件下)，是不銹鋼的26倍；反射率高達90％，是不銹鋼的1.5倍，如果采用大幅面銀鋼復合材代替不銹鋼復合材，將大大降低生產能耗，解決多晶硅產業中的技術瓶頸，開辟一條全新的生產模式。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種多晶硅提煉設備用大幅面銀/鋼復合板的制備方法。該方法制備的銀/鋼復合板的層間結合率達100％，復合板剪切強度τ_b≥100MPa，滿足多晶硅提煉設備用材要求，能夠有效解決多晶硅提煉設備生產中能耗過大的技術難題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種多晶硅提煉設備用大幅面銀/鋼復合板的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、采用自動氬弧焊的方法將多張銀板拼焊成長度為1m～10m，寬度為1m～4m的大幅面銀板作為復板；

步驟二、選取長度和寬度均比步驟一中所述大幅面銀板大5mm～40mm的大幅面鋼板作為基板；

步驟三、分別對步驟一中所述復板的待復合面和步驟二中所述基板的待復合面進行表面處理，所述復板待復合面的表面處理過程為：采用酒精或丙酮除去復板待復合面的灰塵和油脂，所述基板待復合面的表面處理過程為：拋光使基板待復合面的表面粗糙度Ra為1.0μm～3.0μm；

步驟四、將步驟三中表面處理后的復板鋪設于表面處理后的基板頂部，并在基板和復板之間均勻布設多個支撐柱，使基板和復板之間的間隙為2mm～10mm，所述支撐柱的材質與復板相同；

步驟五、在步驟四中鋪設于基板頂部的復板的上表面均勻涂覆保護層，然后采用形狀為“C”形的模具夾設于基板底部和復板頂部之間，之后將炸藥均勻鋪覆在復板上；

步驟六、將雷管置于步驟五中所述炸藥上，然后利用雷管將炸藥引爆，使基板和復板進行爆炸復合，得到爆炸復合板；

步驟七、對步驟六中所述爆炸復合板進行機械切割處理，最終得到長度為1m～10m，寬度為1m～4m的多晶硅提煉設備用大幅面銀/鋼復合板。

上述的一種多晶硅提煉設備用大幅面銀/鋼復合板的制備方法，其特征在于，步驟一中所述自動氬弧焊的工藝參數為：噴嘴直徑10m～30mm，電極直徑2mm～5mm，焊接電流150A～250A，焊接速率5cm/min～20cm/min，保護氣流量10L/min～30L/min。

上述的一種多晶硅提煉設備用大幅面銀/鋼復合板的制備方法，其特征在于，步驟一中所述復板的厚度為0.5mm～10mm，步驟二中所述基板的厚度為復板厚度的3～10倍。

上述的一種多晶硅提煉設備用大幅面銀/鋼復合板的制備方法，其特征在于，步驟五中所述保護層為鈣基潤滑脂與丙酮的混合物，或者是鋰基潤滑脂與丙酮的混合物，所述鈣基潤滑脂與丙酮的混合物中丙酮的質量百分含量以及鋰基潤滑脂與丙酮的混合物中丙酮的質量百分含量均為10％～30％。

上述的一種多晶硅提煉設備用大幅面銀/鋼復合板的制備方法，其特征在于，步驟五中所述保護層的涂覆厚度為1mm～10mm。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、銀材熱傳導性高，采用傳統焊接工藝熔池難維持穩定，學術資料未見相關報道有關于銀材的高效焊接工藝。本發明經反復試驗，確定銀板可實施自動氬弧焊，焊接后焊縫表面無密集型氣孔、咬邊等焊接缺點，焊縫質量及銀板不平度均滿足爆炸焊接的實施要求。