一種帶滑軌的用于制備石墨烯的化學(xué)氣相沉積裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種帶滑軌的用于制備石墨烯的化學(xué)氣相沉積裝置，包括一石英管，石英管輸入端通過(guò)第一法蘭連接有充氣系統(tǒng)，石英管輸出端通過(guò)法蘭分別連接有氣壓調(diào)節(jié)器和真空系統(tǒng)，石英管外包圍有分段加熱裝置，分段加熱裝置包括第一加熱裝置和第二加熱裝置，第一加熱裝置和第二加熱裝置下方設(shè)有滑軌，滑軌上設(shè)有可以在該滑軌上滑動(dòng)的滑塊，滑軌一側(cè)設(shè)有伸縮氣缸，伸縮氣缸推動(dòng)滑塊在滑軌上滑動(dòng)，滑塊上固定連接有電機(jī)，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)軸固定有錐齒輪，第一加熱裝置和第二加熱裝置上設(shè)有與該錐齒輪的齒紋嚙合的斜齒圈，該錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)齒紋與斜齒圈嚙合帶動(dòng)第一加熱裝置和第二加熱裝置繞石英管軸向旋轉(zhuǎn)，本實(shí)用新型能夠使得氣體均勻分配進(jìn)而使得石墨烯均勻沉積。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種帶滑軌的用于制備石墨烯的化學(xué)氣相沉積裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種氣相沉積設(shè)備，特別是指一種用于制備石墨烯的化學(xué)氣相沉積裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯是碳原子按六邊形結(jié)構(gòu)排列的一種單原子層碳薄膜。目前，利用金屬襯底催化分解甲烷氣體進(jìn)行化學(xué)氣相沉積是一種制備大面積石墨烯薄膜的有效方法。在該方法中，首先讓碳原子在高溫(1000°c )下溶解到金屬襯底中，金屬的碳溶解度隨著溫度降低而降低。當(dāng)襯底冷卻后，碳原子在金屬中達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，之前溶解的大量碳原子就會(huì)析出到金屬表面形成厚度可控的石墨烯。這種方法可以到高質(zhì)量大面積(厘米尺寸)的單層或者多層石墨烯，是目前最為重要的一種石墨烯制備方法。
[0003]制備石墨烯的過(guò)程需要用到易燃?xì)怏w作為反應(yīng)氣體，例如氫氣和甲烷，且高溫加熱爐制備石墨烯是在反應(yīng)氣體在理想狀態(tài)下均勻分布，然而，實(shí)際上反應(yīng)氣體的濃度會(huì)隨著反應(yīng)的進(jìn)行而降低，導(dǎo)致靠近反應(yīng)氣體入口處的近氣端比相對(duì)入口較遠(yuǎn)的遠(yuǎn)氣體端的反應(yīng)氣體濃度更高，因此近氣體端和遠(yuǎn)氣體端的表面沉積速率不同，在近氣體端的沉積速率會(huì)比遠(yuǎn)氣體端的沉積速率較高，從而造成石墨烯不均勻沉積。
[0004]且由于氫氣和甲烷具有一定的危險(xiǎn)性。目前較為先進(jìn)的方法是在真空下將可燃性氣體，例如氫氣和甲烷通入高溫加熱爐中實(shí)現(xiàn)制備，這樣就要對(duì)設(shè)備的密閉性提出了較高要求，現(xiàn)有的制備石墨烯的化學(xué)氣相沉積裝置是采用在高溫加熱爐上設(shè)置真空系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)真空氣氛下石墨烯的制備，但是由于高溫加熱爐大多采用石英管，在真空系統(tǒng)進(jìn)行制備的過(guò)程中，管壁處于熱壁式的反應(yīng)過(guò)程，其管壁中會(huì)有較多的顆粒沉積，且這些顆粒沉積不易清潔，造成污染。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題是，本實(shí)用新型提供了一種帶滑軌的用于制備石墨烯的化學(xué)氣相沉積裝置，通過(guò)設(shè)置抽氣裝置以及分段加熱裝置，從而氣體能夠均勻分配進(jìn)而使得石墨烯均勻沉積，同時(shí)通過(guò)設(shè)置抽氣裝置，使得外部帶入的微細(xì)顆粒被及時(shí)抽走，減少爐管的顆粒沉積，以解決現(xiàn)有技術(shù)之不足。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種帶滑軌的用于制備石墨烯的化學(xué)氣相沉積裝置，包括一石英管，所述石英管輸入端通過(guò)第一法蘭連接有充氣系統(tǒng)，所述石英管輸出端通過(guò)法蘭分別連接有氣壓調(diào)節(jié)器和真空系統(tǒng)，所述石英管外包圍有分段加熱裝置，所述分段加熱裝置包括第一加熱裝置和第二加熱裝置，所述第一加熱裝置和第二加熱裝置下方設(shè)有滑軌，滑軌上設(shè)有可以在該滑軌上滑動(dòng)的第一滑塊和第二滑塊，所述第一滑塊和第二滑塊分別固定連接有第一電機(jī)和第二電機(jī)，第一電機(jī)和第二電機(jī)輸出轉(zhuǎn)軸均固定有錐齒輪，所述第一加熱裝置和第二加熱裝置上設(shè)有與該錐齒輪的齒紋嚙合的斜齒圈，該錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)與斜齒圈嚙合帶動(dòng)所述第一加熱裝置和第二加熱裝置繞石英管軸向旋轉(zhuǎn)，所述滑軌兩端設(shè)有兩伸縮氣缸，所述兩伸縮氣缸分別推動(dòng)滑塊第一滑塊和第二滑塊在滑軌上滑動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)所述第一加熱裝置和第二加熱裝置相對(duì)所述石英管水平移動(dòng)。
[0007]進(jìn)一步的，所述石英管輸出端還連接有抽氣裝置，所述抽氣裝置由閥門(mén)和氣泵組成，所述閥門(mén)兩端通過(guò)導(dǎo)管分別與氣泵和石英管輸出端連接。
[0008]進(jìn)一步的，為了均勻加熱，石英管的中部設(shè)有限位凸環(huán)，所述第一加熱裝置設(shè)置在限位凸環(huán)的左側(cè)，所述第二加熱裝置設(shè)置在限位凸環(huán)的右側(cè)，且所述第一加熱裝置和第二加熱裝置均為管式加熱裝置，所述石英管的輸入端外露出所述第一加熱裝置的左側(cè)，所述石英管的輸出端外露出所述第二加熱裝置的右側(cè)。
[0009]更進(jìn)一步的，所述石英管的限位凸環(huán)上開(kāi)設(shè)有配氣環(huán)，所述配氣環(huán)通過(guò)送氣管道與充氣系統(tǒng)連接，所述配氣環(huán)上均勻設(shè)置有多個(gè)噴嘴。
[0010]進(jìn)一步的，所述的第一加熱裝置和第二加熱裝置均為氣氛爐。
[0011]進(jìn)一步的，為了所述充氣系統(tǒng)包括反應(yīng)氣體源、氣體流量控制器、由管道和閥門(mén)構(gòu)成的氣體輸送裝置。
[0012]進(jìn)一步的，所述真空系統(tǒng)包括以串聯(lián)方式相連的真空機(jī)械泵和羅茨泵，該羅茨泵通過(guò)一氣動(dòng)閥連接至石英管。
[0013]進(jìn)一步的，所述石英管輸出端通過(guò)法蘭連接一不銹鋼導(dǎo)管一端，所述不銹鋼導(dǎo)管上設(shè)有真空質(zhì)量流量計(jì)，所述不銹鋼導(dǎo)管另一端連接至所述真空系統(tǒng)。
[0014]進(jìn)一步的，所述氣壓調(diào)節(jié)器連接在不銹鋼導(dǎo)管中部，所述氣壓調(diào)節(jié)器包括一單向閥，所述單向閥輸入端連接該不銹鋼導(dǎo)管，所述單向閥輸出端連接有一橡膠導(dǎo)管，所述橡膠導(dǎo)管輸出口浸沒(méi)在一錐形瓶?jī)?nèi)。
[0015]更進(jìn)一步的，所述單向閥由密封法蘭、過(guò)壓閥、彈簧和橡皮圈組成，所述密封法蘭連接不銹鋼導(dǎo)管，所述彈簧連接密封法蘭和過(guò)壓閥，所述過(guò)壓閥和密封法蘭連接處設(shè)有橡皮圈，過(guò)壓閥在彈簧張力下緊壓密封法蘭。
[0016]進(jìn)一步的，所述裝置還包括一計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括一中央處理器、I/o接口模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、液晶顯示器和若干傳感器，所述若干傳感器分別設(shè)置在加熱裝置、石英管、充氣系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和氣壓調(diào)節(jié)器上，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后再通過(guò)I/O接口模塊與中央處理器輸入端相連接，所述存儲(chǔ)器通過(guò)地址總線(xiàn)與中央處理器的輸入端連接，所述液晶顯示器通過(guò)并行接口連接中央處理器的輸出端。
[0017]進(jìn)一步的，所述第一加熱裝置和第二加熱裝置內(nèi)放置有若干加熱石英。
[0018]本實(shí)用新型通過(guò)采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0019]1.本實(shí)用新型采用分段的第一加熱裝置和第二加熱裝置，且該第一加熱裝置和第二加熱裝置分別能夠相對(duì)石英管左右水平移動(dòng)和軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠使得石英管受熱均勻，同時(shí)采用抽氣裝置，能夠所述抽氣裝置由閥門(mén)和氣泵組成，所述閥門(mén)兩端通過(guò)導(dǎo)管分別與氣泵和石英管輸出端連接，能夠使得氣體能夠更加均勻的分布在石英管內(nèi)，從而使得石墨烯均勻沉積；
[0020]2.本實(shí)用新型還通過(guò)抽氣裝置還能夠有效的抽走微細(xì)顆粒，有效改善石英管內(nèi)的顆粒狀況，減少管內(nèi)污染，方便清潔，增強(qiáng)石英管的使用壽命；
[0021]3、本實(shí)用新型通過(guò)在限位凸環(huán)上開(kāi)設(shè)有配氣環(huán)，所述配氣環(huán)通過(guò)送氣管道與充氣系統(tǒng)連接，所述配氣環(huán)上均勻設(shè)置有多個(gè)噴嘴，能夠在加熱過(guò)程中在石英管中部均勻補(bǔ)充反應(yīng)氣體，進(jìn)一步地使得氣體沉積速率在石英管內(nèi)均勻，從而使得石墨烯均勻沉積；
[0022]4.本實(shí)用新型石英管內(nèi)的氣壓可以控制在10-3 Pa?105 Pa之間的任意值，可兼容常壓與真空兩種制備石墨烯薄膜的工藝；
[0023]5.本實(shí)用新型的裝置內(nèi)樣品的降溫速度可以設(shè)定在0.1 oC/分鐘?200 oC/分鐘之間的任意值，可實(shí)現(xiàn)自限制與滲析兩種不同機(jī)理的石墨烯薄膜生長(zhǎng)方式；
[0024]6.本實(shí)用新型的氣壓調(diào)節(jié)器，在石英管內(nèi)氣壓大于設(shè)定值時(shí)，氣壓調(diào)節(jié)器中的單向閥自動(dòng)打開(kāi)排氣；在石英管內(nèi)氣壓低于設(shè)定值時(shí)單向閥自動(dòng)關(guān)閉。氣壓調(diào)節(jié)器的真空漏率小于 10-10 Pa.L/S ；
[0025]7.本實(shí)用新型采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)通訊接口將各個(gè)模塊連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)石墨烯薄膜生長(zhǎng)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和全自動(dòng)化，安全可靠。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是圖1中單向閥的剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0030]作為一個(gè)具體的實(shí)施例，如圖1所示，本實(shí)用新型的一種帶滑軌的用于制備超大面積單層或者多層石墨烯薄膜的化學(xué)氣相沉積裝置，包括一石英管1，所述石英管I輸入端通過(guò)第一法蘭11連接有充氣系統(tǒng)2，所述石英管I輸出端通過(guò)法蘭12分別連接有氣壓調(diào)節(jié)器3和真空系統(tǒng)4，所述石英管I外包圍有分段加熱裝置，所述分段加熱裝置包括第一加熱裝置51和第二加熱裝置52，所述第一加熱裝置51和第二加熱裝置52下方設(shè)有滑軌20，滑軌20上設(shè)有可以在該滑軌上滑動(dòng)的滑塊21，22，所述滑軌20兩端分別設(shè)有伸縮氣缸23，24，所述伸縮氣缸23，24分別推動(dòng)滑塊21，22在滑軌20上滑動(dòng)，所述滑塊21，22上分別固定連接有電機(jī)25，26，電機(jī)25，26輸出轉(zhuǎn)軸固定有錐齒輪251，261，所述第一加熱裝置51和第二加熱裝置52上分別設(shè)有與該錐齒輪251，261的齒紋嚙合的斜齒圈511，521，該錐齒輪251，261轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)傾斜的齒紋與斜齒圈511，521嚙合帶動(dòng)所述第一加熱裝置51和第二加熱裝置52繞石英管I軸向旋轉(zhuǎn)，且由于所述錐齒輪251，261的傾斜齒紋與第一加熱裝置51和第二加熱裝置52的斜齒圈511，521嚙合，因此當(dāng)所述滑塊21，22在滑軌20上滑動(dòng)的時(shí)候，會(huì)推動(dòng)所述第一加熱裝置51和第二加熱裝置52相對(duì)所述石英管I水平移動(dòng)。所述第一加熱裝置51和第二加熱裝置52內(nèi)放置有若干加熱石英。
[0031]所述石英管輸出端還連接有抽氣裝置10，所述抽氣裝置10由閥門(mén)101和氣泵102組成，所述閥門(mén)兩端通過(guò)導(dǎo)管分別與氣泵和石英管輸出端連接。所述加熱裝置5內(nèi)放置有若干加熱石英51。通過(guò)抽氣裝置還能夠有效的抽走微細(xì)顆粒，有效改善石英管內(nèi)的顆粒狀況，減少管內(nèi)污染，方便清潔，增強(qiáng)石英管的使用壽命。
[0032]為了均勻加熱，石英管I的中部設(shè)有限位凸環(huán)13，所述第一加熱裝置51設(shè)置在限位凸環(huán)13的左側(cè)，所述第二加熱裝置52設(shè)置在限位凸環(huán)13的右側(cè)，且所述第一加熱裝置51和第二加熱裝置52均為管式加熱裝置，所述石英管I的輸入端外露出所述第一加熱裝置51的左側(cè)，所述石英管I的輸出端外露出所述第二加熱裝置52的右側(cè)。所述石英管I的限位凸環(huán)13上開(kāi)設(shè)有配氣環(huán)14，所述配氣環(huán)通過(guò)送氣管道與充氣系統(tǒng)連接，所述配氣環(huán)14上均勻設(shè)置有多個(gè)噴嘴141。通過(guò)設(shè)置配氣環(huán)14，能夠在加熱過(guò)程中在石英管中部均勻補(bǔ)充反應(yīng)氣體，進(jìn)一步地使得氣體沉積速率在石英管內(nèi)均勻，從而使得石墨烯均勻沉積。
[0033]所述充氣系統(tǒng)2包括依次連接的反應(yīng)氣體源、氣體流量控制器、由管道和閥門(mén)構(gòu)成的氣體輸送裝置，所述反應(yīng)氣體源包括保護(hù)氣源26、甲烷氣源27和氫氣氣源28，分別通過(guò)保護(hù)氣體流量控制器21、甲烷氣體流量控制器22和氫氣體流量控制器23連接至三個(gè)閥門(mén)24，再由管道25連接至法蘭11。所述保護(hù)氣源26為氬氣。
[0034]所述石英管I輸出端通過(guò)法蘭12連接一不銹鋼導(dǎo)管6 —端，所述氣壓調(diào)節(jié)器3連接在不銹鋼導(dǎo)管6中部，所述氣壓調(diào)節(jié)器3包括一單向閥，參考圖2所示，所述單向閥由密封法蘭31、過(guò)壓閥32、彈簧33和橡皮圈34組成，所述密封法蘭31連接不銹鋼導(dǎo)管6，所述彈簧33連接密封法31和過(guò)壓閥32，所述過(guò)壓閥32和密封法蘭31連接處設(shè)有橡皮圈34，過(guò)壓閥32在彈簧33張力下緊壓密封法蘭31，橡皮圈34起到進(jìn)一步密封的作用，所述單向閥輸出端連接有一橡膠導(dǎo)管9，所述橡膠導(dǎo)管9輸出口浸沒(méi)在一錐形瓶?jī)?nèi)。在石英管I內(nèi)氣壓大于設(shè)定值時(shí)，氣壓調(diào)節(jié)器3中的單向閥中的彈簧33在氣壓作用下施張，過(guò)壓閥32自動(dòng)打開(kāi)排氣；在石英管I內(nèi)氣壓低于設(shè)定值時(shí)單向閥中的彈簧33在張力作用下將過(guò)壓閥32自動(dòng)關(guān)閉。
[0035]本實(shí)施例中，所述不銹鋼導(dǎo)管6上設(shè)有真空質(zhì)量流量計(jì)8，所述不銹鋼導(dǎo)管6另一端連接至所述真空系統(tǒng)4。所述真空系統(tǒng)4包括以串聯(lián)方式相連的真空機(jī)械泵43和羅茨泵42，該羅茨泵42通過(guò)一氣動(dòng)閥41連接至不銹鋼導(dǎo)管6。
[0036]參考圖3所示，所述裝置還包括一計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括一中央處理器、I/O接口模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、液晶顯示器和若干傳感器，所述若干傳感器分別設(shè)置在加熱裝置、石英管、充氣系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和氣壓調(diào)節(jié)器上，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后再通過(guò)I/O接口模塊與中央處理器輸入端相連接，所述存儲(chǔ)器通過(guò)地址總線(xiàn)與中央處理器的輸入端和輸出端連接，所述液晶顯示器通過(guò)并行接口連接中央處理器的輸出端。
[0037]下面利用本實(shí)施例的裝置實(shí)現(xiàn)在不同氣氛中制備石墨烯。
[0038]一、在真空環(huán)境中制備石墨烯，首先制作襯底，取一定尺寸的銅箔，用酒精、丙酮等有機(jī)溶劑清洗壓焊后殘留的污染物。其制備步驟包括:
[0039]步驟1.將處理好的襯底置于石英管中；
[0040]步驟2、往錐形瓶中加入適量的水，將橡膠導(dǎo)管浸沒(méi)在水面以下，隔絕空氣。由于單向閥具有防止水倒灌的功能，因此燒瓶中的水不會(huì)流入石英管；
[0041]步驟3、打開(kāi)真空系統(tǒng)中的真空機(jī)械泵、羅茨泵和氣動(dòng)閥將石英管的氣壓抽至極限真空狀態(tài)4?8X10-2托(Torr)形成真空腔；
[0042]步驟4、保護(hù)氣體流量控制器設(shè)定為5Sccm，將氬氣注入到真空腔中；
[0043]步驟5、5分鐘后，關(guān)閉保護(hù)氣體流量控制器的閥門(mén)，將管式加熱裝置的氣壓抽至極限 4 ?8X10-2 托(Torr);
[0044]步驟6、重復(fù)步驟3和步驟4的操作步驟2?3次；直到將石英管的殘余氧氣驅(qū)趕干凈；[0045]步驟7、氫氣體流量控制器設(shè)定5sCCm，將氫氣注入到石英管中；
[0046]步驟8、用加熱石英將管式加熱裝置的溫度升高到1000°C ；
[0047]步驟9、甲烷氣體流量控制器設(shè)定5sCCm，將甲烷注入到真空腔中，時(shí)間為50分鐘；
[0048]步驟10、將管式加熱裝置的溫度降至室溫；
[0049]步驟11、關(guān)閉氫氣體流量控制器和甲烷氣體流量控制器的閥門(mén)以及真空機(jī)械泵、羅茨泵和氣動(dòng)閥，保護(hù)氣體流量控制器設(shè)定為5Sccm，用氬氣將石英管氣壓充滿(mǎn)到一個(gè)大氣壓狀態(tài)；
[0050]步驟12、打開(kāi)石英管真空接口(即法蘭連接處)，取出已沉積石墨烯的銅箔襯底。
[0051]二、在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下制備石墨烯，首先制作襯底，取一定尺寸的銅箔，用酒精、丙酮等有機(jī)溶劑清洗壓焊后殘留的污染物。其制備步驟包括:
[0052]步驟1、將處理好的襯底置于石英管中；
[0053]步驟2、往錐形瓶中加入適量的水，將橡膠導(dǎo)管浸沒(méi)在水面以下，隔絕空氣；
[0054]步驟3、打開(kāi)真空系統(tǒng)中的真空機(jī)械泵、羅茨泵和氣動(dòng)閥將石英管的氣壓抽至極限真空狀態(tài)4?8X10-2托(Torr);
[0055]步驟4、保護(hù)氣體流量控制器設(shè)定為5Sccm，將氬氣注入到真空腔中；
[0056]步驟5、5分鐘后，關(guān)閉保護(hù)氣體流量控制器的閥門(mén)，將管式加熱裝置的氣壓抽至極限 4 ?8X10-2 托(Torr);
[0057]步驟6、重復(fù)步驟3和步驟4的操作步驟2?3次；直到將石英管的殘余氧氣驅(qū)趕干凈；
[0058]步驟7、氫氣體流量控制器設(shè)定5sCCm，將氫氣注入到石英管中；
[0059]步驟8、關(guān)閉空系統(tǒng)中的真空機(jī)械泵、羅茨泵和氣動(dòng)閥，停止抽真空。由于單向閥具有防止倒灌的作用，燒瓶中的水暫時(shí)不會(huì)流入石英管。幾分鐘后，燒瓶中開(kāi)始有氣泡冒出，表明石英管中的氣壓已達(dá)到I Aatm ；
[0060]步驟9、將管式加熱裝置的溫度升高到1000°C ；
[0061]步驟10、甲烷氣體流量控制器設(shè)定5sCCm，將甲烷注入到真空腔中，時(shí)間為50分鐘；
[0062]步驟11、將管式加熱裝置的溫度降至室溫；
[0063]步驟12、關(guān)閉氫氣體流量控制器和甲烷氣體流量控制器的閥門(mén)。保護(hù)氣體流量控制器設(shè)定為5sccm,用気氣將石英管氣壓充滿(mǎn)到一個(gè)大氣壓狀態(tài)；
[0064]步驟13、打開(kāi)石英管真空接口(即法蘭連接處)，取出已沉積石墨烯的銅箔襯底。
[0065]盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種帶滑軌的用于制備石墨烯的化學(xué)氣相沉積裝置，其特征在于:包括一石英管，所述石英管輸入端通過(guò)第一法蘭連接有充氣系統(tǒng)，所述石英管輸出端通過(guò)法蘭分別連接有氣壓調(diào)節(jié)器和真空系統(tǒng)，所述石英管外包圍有分段加熱裝置，所述分段加熱裝置包括第一加熱裝置和第二加熱裝置，所述第一加熱裝置和第二加熱裝置下方設(shè)有滑軌，滑軌上設(shè)有可以在該滑軌上滑動(dòng)的第一滑塊和第二滑塊，所述第一滑塊和第二滑塊分別固定連接有第一電機(jī)和第二電機(jī)，第一電機(jī)和第二電機(jī)輸出轉(zhuǎn)軸均固定有錐齒輪，所述第一加熱裝置和第二加熱裝置上設(shè)有與該錐齒輪的齒紋嚙合的斜齒圈，該錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)與斜齒圈嚙合帶動(dòng)所述第一加熱裝置和第二加熱裝置繞石英管軸向旋轉(zhuǎn)，所述滑軌兩端設(shè)有兩伸縮氣缸，所述兩伸縮氣缸分別推動(dòng)滑塊第一滑塊和第二滑塊在滑軌上滑動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)所述第一加熱裝置和第二加熱裝置相對(duì)所述石英管水平移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶滑軌的用于制備石墨烯的化學(xué)氣相沉積裝置，其特征在于:所述石英管輸出端還連接有抽氣裝置，所述抽氣裝置由閥門(mén)和氣泵組成，所述閥門(mén)兩端通過(guò)導(dǎo)管分別與氣泵和石英管輸出端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶滑軌的用于制備石墨烯的化學(xué)氣相沉積裝置，其特征在于:石英管的中部設(shè)有限位凸環(huán)，所述第一加熱裝置設(shè)置在限位凸環(huán)的左側(cè)，所述第二加熱裝置設(shè)置在限位凸環(huán)的右側(cè)，且所述第一加熱裝置和第二加熱裝置均為管式加熱爐膛，所述石英管的輸入端外露出所述第一加熱裝置的左側(cè)，所述石英管的輸出端外露出所述第二加熱裝置的右側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種帶滑軌的用于制備石墨烯的化學(xué)氣相沉積裝置，其特征在于:所述石英管的限位凸環(huán)上開(kāi)設(shè)有配氣環(huán)，所述配氣環(huán)通過(guò)送氣管道與充氣系統(tǒng)連接，所述配氣環(huán)上均勻設(shè)置有多個(gè)噴嘴。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶滑軌的用于制備石墨烯的化學(xué)氣相沉積裝置，其特征在于:所述的第一加熱裝置和第二加熱裝置均為氣氛爐。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶滑軌的用于制備石墨烯的化學(xué)氣相沉積裝置，其特征在于:所述石英管輸出端通過(guò)法蘭連接一不銹鋼導(dǎo)管一端，所述不銹鋼導(dǎo)管上設(shè)有真空質(zhì)量流量計(jì)，所述不銹鋼導(dǎo)管另一端連接至所述真空系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶滑軌的用于制備石墨烯的化學(xué)氣相沉積裝置，其特征在于:所述氣壓調(diào)節(jié)器連接在不銹鋼導(dǎo)管中部，所述氣壓調(diào)節(jié)器包括一單向閥，所述單向閥輸入端連接該不銹鋼導(dǎo)管，所述單向閥輸出端連接有一橡膠導(dǎo)管，所述橡膠導(dǎo)管輸出口浸沒(méi)在一錐形瓶?jī)?nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種帶滑軌的用于制備石墨烯的化學(xué)氣相沉積裝置，其特征在于:所述單向閥由密封法蘭、過(guò)壓閥、彈簧和橡皮圈組成，所述密封法蘭連接不銹鋼導(dǎo)管，所述彈簧連接密封法蘭和過(guò)壓閥，所述過(guò)壓閥和密封法蘭連接處設(shè)有橡皮圈，過(guò)壓閥在彈簧張力下緊壓密封法蘭。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶滑軌的用于制備石墨烯的化學(xué)氣相沉積裝置，其特征在于:還包括一計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括一中央處理器、I/o接口模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、液晶顯示器和若干傳感器，所述若干傳感器分別設(shè)置在加熱裝置、石英管、充氣系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和氣壓調(diào)節(jié)器上，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后再通過(guò)I/O接口模塊與中央處理器輸入端相連接，所述存儲(chǔ)器通過(guò)地址總線(xiàn)與中央處理器的輸入端連接，所述液晶顯示器通過(guò)并 行接口連接中央處理器的輸出端。
【文檔編號(hào)】C23C16/44GK203794983SQ201420056530
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月29日
【發(fā)明者】劉長(zhǎng)江, 連榕 申請(qǐng)人:廈門(mén)烯成新材料科技有限公司