一種石墨烯生長裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種石墨烯生長裝置，包括石墨烯沉積系統(tǒng)、沉積爐和小車；石墨烯沉積系統(tǒng)的石墨烯模具和石墨烯基底設(shè)置在內(nèi)石英管內(nèi)部，內(nèi)石英管開口端外部設(shè)有密閉法蘭，密閉法蘭上設(shè)有進(jìn)氣口和抽氣口；沉積爐爐體右側(cè)設(shè)有爐口，加熱系統(tǒng)為空腔形，水平滑軌固定在爐口下側(cè)，水平滑軌上滑動(dòng)連接有石英管夾持裝置；小車車體內(nèi)設(shè)有水平升降臺(tái)和水平夾持裝置。本實(shí)用新型的石墨烯基底和模具放置于內(nèi)石英管中，沉積后可隨內(nèi)石英管拉出快速降溫冷卻；爐體保溫效果良好可直接保持在較高的溫度，節(jié)約了升降溫的時(shí)間，也避免了能源的浪費(fèi)；設(shè)備配有多個(gè)小車及配套的石墨烯沉積系統(tǒng)，沉積完可進(jìn)行快速切換，明顯提高了工作效率。
【專利說明】一種石墨烯生長裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及沉積爐【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種石墨烯生長裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯是2004年曼切斯特大學(xué)的Novoselov和Geim發(fā)現(xiàn)，其具有良好的物理、化學(xué)、電學(xué)、力學(xué)等各方面的優(yōu)異性能，在新能源、新材料和電子元器件等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。石墨烯目前制備方法主要有:(1)微機(jī)剝離法。這種方法只能生產(chǎn)數(shù)量極少的石墨烯，主要停留在實(shí)驗(yàn)室水平上。(2)外延法。這種方法主要缺點(diǎn)是成本較高且硅片較小的尺寸限制了其大規(guī)模應(yīng)用(3)氧化還原法。該方法生產(chǎn)的石墨烯缺陷較多。(4)溶劑剝離法。該方法最主要是缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低限制其商業(yè)應(yīng)用。(5)化學(xué)氣相沉積法(CVD)。該法可大規(guī)模批量化生長石墨烯，生產(chǎn)的石墨烯晶體結(jié)構(gòu)相對完整，質(zhì)量較高，可用于透明電極、平板觸摸屏等?；瘜W(xué)氣相沉積法的原理是將含碳前軀體及催化物質(zhì)以氣體形式導(dǎo)入到一個(gè)反應(yīng)腔中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并在基底上沉積出一種材料。
[0003]目前石墨烯生長裝置口徑較小限制了制備石墨烯的尺寸和數(shù)量；通常石墨烯的沉積爐體都需要經(jīng)歷一個(gè)升溫降溫取樣的過程，導(dǎo)致了石墨烯的制備周期較長，生產(chǎn)效率較低；另外爐體沉積過程中及降溫過程中熱量散失嚴(yán)重，造成了能源和成本的浪費(fèi)，因此目前的石墨烯生長裝置不合適石墨烯的大規(guī)模，高效率，批量化生產(chǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中制備石墨烯周期較長、生產(chǎn)效率較低的問題，提供一種石墨烯生長裝置，設(shè)有多組小車和石墨烯沉積系統(tǒng)，縮短了沉積周期，提聞了生廣效率。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種石墨烯生長裝置，包括石墨烯沉積系統(tǒng)、沉積爐和小車；所述石墨烯沉積系統(tǒng)包括內(nèi)石英管、石墨烯模具和石墨烯基底，所述石墨烯模具和石墨烯基底設(shè)置在內(nèi)石英管內(nèi)部，所述內(nèi)石英管包括開口端一和密閉端一，所述開口端一外部設(shè)有密閉法蘭，所述密閉法蘭上設(shè)有進(jìn)氣口和抽氣口 ；所述沉積爐包括爐體、加熱系統(tǒng)和水平滑軌，所述爐體右側(cè)設(shè)有爐口，所述加熱系統(tǒng)為空腔形，所述水平滑軌固定在爐口下側(cè)，水平滑軌上滑動(dòng)連接有用于夾持內(nèi)石英管的石英管夾持裝置；所述小車包括車體和車輪，所述車體內(nèi)設(shè)有小車水平升降臺(tái)，所述水平升降臺(tái)上固定設(shè)有水平夾持裝置；所述內(nèi)石英管密閉端一穿過爐口設(shè)于加熱系統(tǒng)空腔內(nèi)部，所述沉積爐和小車通過銷釘固定或通過感應(yīng)器對位。
[0006]具體地，所述加熱系統(tǒng)包括外石英管和加熱裝置，所述外石英管包括開口端二和密閉端二，所述加熱裝置包裹在外石英管外部，所述爐體上設(shè)有爐口，所述爐口設(shè)置在外石英管開口端二處，所述內(nèi)石英管密閉端一穿過爐口設(shè)于外石英管內(nèi)部。
[0007]具體地，所述內(nèi)石英管內(nèi)部靠近爐口處設(shè)有隔熱管堵，所述隔熱管堵為石英管堵，石英管堵在使用過程中不會(huì)有雜質(zhì)粉末的析出和掉落，保證了沉積環(huán)境的潔凈度；另一方面，在高溫沉積過程中，可以有效減少爐體內(nèi)部水平軸向?qū)t口的熱輻射。
[0008]具體地，所述外石英管密閉端二外部設(shè)有陶瓷纖維異形件，所述陶瓷纖維異形件為硅酸鋁纖維陶瓷纖維異形件，可以減少外石英管尾端的熱量流失。
[0009]具體地，所述爐口處外石英管和內(nèi)石英管之間的間隙設(shè)有保溫套。
[0010]具體地，所述保溫套為含鋯纖維毯或含鋯纖維棉，該種保溫套具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，優(yōu)良的抗拉強(qiáng)度，低熱容量，低導(dǎo)熱率，有效降低了沉積過程中的熱量損失。
[0011 ] 具體地，所述沉積爐頂部設(shè)有風(fēng)扇，在單次沉積完成后，沉積后的內(nèi)石英管在惰性氣體的保護(hù)下可直接將其拉出，拉出后打開小車頂部設(shè)置的風(fēng)扇進(jìn)行風(fēng)淋冷卻快速降溫。
[0012]具體地，所述小車和石墨烯沉積系統(tǒng)至少設(shè)有兩組，設(shè)有多個(gè)可移動(dòng)小車及與之配套的石墨烯沉積系統(tǒng)，并通過滑動(dòng)加持裝置實(shí)現(xiàn)內(nèi)石英管在小車和沉積爐之間的快速切換，提高了石墨烯的沉積效率；爐體保護(hù)效果良好，無需大幅升溫降溫，石墨烯沉積系統(tǒng)可在高溫下直接進(jìn)入爐體升溫沉積，大大縮短了沉積周期。
[0013]具體地,所述內(nèi)石英管內(nèi)徑為170_250mm。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的一種石墨烯生長裝置，該設(shè)備石英管口徑較大可生長較大尺寸的石墨烯；石墨烯基底和模具放置于內(nèi)石英管中，沉積后可隨內(nèi)石英管拉出快速降溫冷卻；爐體保溫效果良好可直接保持在較高的溫度，節(jié)約了升降溫的時(shí)間，也避免了能源的浪費(fèi)；設(shè)備配有多個(gè)小車及配套的石墨烯沉積系統(tǒng)，沉積完可進(jìn)行快速切換，明顯提高了工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0016]圖1是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的一種石墨烯生長裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的一種石墨烯生長裝置的石墨烯沉積系統(tǒng)。
[0018]圖中:A.石墨烯沉積系統(tǒng)，B.沉積爐，C.小車，1.內(nèi)石英管，3.爐體，4.加熱系統(tǒng)，5.車體，6.車輪，7.陶瓷纖維異形件，8.保溫套，9.風(fēng)扇，10.水平滑軌，11.開口端一，12.密閉端一，13.密閉法蘭，14.進(jìn)氣口，15.壓力表，16.隔熱管堵，17.抽氣口，21.石墨烯模具，22.石墨烯基底，31.爐口，41.外石英管，42.加熱裝置，51.水平升降臺(tái)，52.水平夾持裝置，411.開口端二,412.密閉端二，101.石英管夾持裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步對本實(shí)用新型進(jìn)行闡述，應(yīng)理解，引用實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。
[0020]如圖1、圖2所示，一種石墨烯生長裝置，包括石墨烯沉積系統(tǒng)A、沉積爐B和小車C ;石墨烯沉積系統(tǒng)A包括內(nèi)石英管1、石墨烯模具21和石墨烯基底22，石墨烯模具21和石墨烯基底22設(shè)置在內(nèi)石英管I內(nèi)部，內(nèi)石英管I內(nèi)徑為200mm，內(nèi)石英管I包括開口端一11和密閉端一 12，開口端一 11外部設(shè)有密閉法蘭13，密閉法蘭13上設(shè)有進(jìn)氣口 14、壓力表15和抽氣口 17，內(nèi)石英管I內(nèi)部靠近爐口 31處設(shè)有石英隔熱管堵16 ；
[0021]沉積爐B包括爐體3、加熱系統(tǒng)4和水平滑軌10，爐體3右側(cè)設(shè)有爐口 31，加熱系統(tǒng)4包括外石英管41和加熱裝置42，外石英管41包括開口端二 411和密閉端二 412，加熱裝置42包裹在外石英管41外部，爐口 31設(shè)置在外石英管41開口端二 411處，內(nèi)石英管I密閉端一 12穿過爐口 31設(shè)于外石英管41內(nèi)部，爐口 31處外石英管41和內(nèi)石英管I之間的間隙設(shè)有含鋯纖維毯保溫套8，外石英管41密閉端二 412外部設(shè)有陶瓷纖維異形件7，水平滑軌10固定在爐口 31下側(cè)，水平滑軌10上滑動(dòng)連接有用于夾持內(nèi)石英管I的石英管夾持裝置101，沉積爐B頂部設(shè)有風(fēng)扇9 ；
[0022]小車C包括車體5和車輪6，車體5內(nèi)設(shè)有小車C水平升降臺(tái)51，水平升降臺(tái)51上固定設(shè)有水平夾持裝置52 ;沉積爐B和小車C通過感應(yīng)器對位，小車C和石墨烯沉積系統(tǒng)A設(shè)有三組。
[0023]以上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種石墨烯生長裝置，其特征在于包括:石墨烯沉積系統(tǒng)(A)、沉積爐(B)和小車(C)； 所述石墨烯沉積系統(tǒng)(A)包括內(nèi)石英管(I)、石墨烯模具(21)和石墨烯基底(22)，所述石墨烯模具(21)和石墨烯基底(22)設(shè)置在內(nèi)石英管(I)內(nèi)部，所述內(nèi)石英管(I)包括開口端一(11)和密閉端一(12 )，所述開口端一(11)外部設(shè)有密閉法蘭(13 )，所述密閉法蘭(13 )上設(shè)有進(jìn)氣口( 14)和抽氣口( 17); 所述沉積爐(B)包括爐體(3)、加熱系統(tǒng)(4)和水平滑軌(10)，所述爐體(3)右側(cè)設(shè)有爐口(31)，所述加熱系統(tǒng)(4)為空腔形，所述水平滑軌(10)固定在爐口(31)下側(cè)，水平滑軌(10)上滑動(dòng)連接有用于夾持內(nèi)石英管(I)的石英管夾持裝置(101)； 所述小車(C)包括車體(5 )和車輪(6 )，所述車體(5 )內(nèi)設(shè)有小車(C)水平升降臺(tái)(51)，所述水平升降臺(tái)(51)上固定設(shè)有水平夾持裝置(52)； 所述內(nèi)石英管(I)密閉端一(12)穿過爐口(31)設(shè)于加熱系統(tǒng)(4)空腔內(nèi)部，所述沉積爐(B)和小車(C)通過銷釘固定連接或通過感應(yīng)器對位。
2.如權(quán)利要求1所述的一種石墨烯生長裝置，其特征在于:所述加熱系統(tǒng)(4)包括外石英管(41)和加熱裝置(42)，所述外石英管(41)包括開口端二(411)和密閉端二(412)，所述加熱裝置(42)包裹在外石英管(41)外部，所述爐體(3)上設(shè)有爐口(31)，所述爐口(31)設(shè)置在外石英管(41)開口端二(411)處，所述內(nèi)石英管(I)密閉端一(12)穿過爐口( 31)設(shè)于外石英管(41)內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種石墨烯生長裝置，其特征在于:所述內(nèi)石英管(I)內(nèi)部靠近爐口(31)處設(shè)有隔熱管堵(16)，所述隔熱管堵(16)為石英管堵。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種石墨烯生長裝置，其特征在于:所述外石英管(41)密閉端二(412)外部設(shè)有陶瓷纖維異形件(7)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的一種石墨烯生長裝置，其特征在于:所述爐口(31)處外石英管(41)和內(nèi)石英管(I)之間的間隙設(shè)有保溫套(8 )。
6.如權(quán)利要求5所述的一種石墨烯生長裝置，其特征在于:所述保溫套(8)為含鋯纖維毯或含鋯纖維棉。
7.如權(quán)利要求1或2所述的一種石墨烯生長裝置，其特征在于:所述沉積爐(B)頂部設(shè)有風(fēng)扇(9)。
8.如權(quán)利要求1或2所述的一種石墨烯生長裝置，其特征在于:所述小車(C)和石墨烯沉積系統(tǒng)(A)至少設(shè)有兩組。
9.如權(quán)利要求1或2所述的一種石墨烯生長裝置，其特征在于:所述內(nèi)石英管(I)內(nèi)徑為 170_250mm。
【文檔編號(hào)】C01B31/04GK203513284SQ201320561099
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】金虎, 周振義, 劉志成, 彭鵬 申請人:常州二維碳素科技有限公司