一種制備石墨烯時使用的石墨桶的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于新材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用高溫退火在碳化硅襯底上制備石墨烯時使用的石墨桶，該石墨桶可作為碳化硅襯底的容器，配合特殊的加熱方式制備石墨烯，該石墨桶包括上端開口的桶體，桶體底部上表面設(shè)置有凹槽，石墨桶上部側(cè)壁上設(shè)置有定位塊，定位塊上放置有熱反射屏；采用這種結(jié)構(gòu)的石墨桶可以將碳化硅襯底放置在凹槽中起到固定襯底的作用，利用外部熱源進(jìn)行加熱，設(shè)置的熱反射屏可以保證熱量不散失，提高石墨容器內(nèi)的溫度，且利用熱反射屏獲得的溫度場更加均勻，便于石墨烯的制備，整個石墨桶結(jié)構(gòu)簡單，與相應(yīng)的加熱裝置配合，可以利用高溫退火在碳化硅襯底上制備石墨烯，提高了石墨烯的純度，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。
【專利說明】—種制備石墨烯時使用的石墨桶
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于新材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種制備石墨烯使用的石墨桶，特別是一種利用高溫退火在碳化硅襯底上制備石墨烯使用的石墨桶。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯是由碳原子緊密堆積成的一種碳質(zhì)新材料，具有單層二維蜂窩狀(只包括六角原胞)晶格結(jié)構(gòu)，只有一個原子的厚度(?0.35nm)，它的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性非常高，而且各碳原子之間的連接相當(dāng)柔韌，當(dāng)受到外力攻擊時，就會歪曲變形，使得碳原子不必重新排列來適應(yīng)外力，從而保證了自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0003]作為單質(zhì)，石墨烯具有許多優(yōu)異的性能，它最大的特性就是其電子的運動速度是光速的三百分之一，是目前已知材料中電子傳導(dǎo)速率最快的，是銻化銦材料(目前已知具有最高遷移率的材料)的兩倍。石墨烯雖然只有一個原子的厚度，但是強度非常高，最高強度達(dá)130GPa，是鋼的一百多倍。石墨烯還具有室溫下的半整數(shù)量子霍爾效應(yīng)、隧道效應(yīng)、永久的導(dǎo)電率等一系列特殊性質(zhì)。
[0004]目前已經(jīng)成功發(fā)展出多種制備石墨烯的方法，如:膠帶微機械剝離法、化學(xué)試劑插層剝離膨脹石墨法、過渡金屬表面高溫下滲入碳原子然后快速降溫偏析出石墨烯的化學(xué)氣相沉積(CVD)法、氧化石墨還原法等。前兩種方法制備的石墨烯都需要被轉(zhuǎn)移到絕緣襯底上，第三種方法在銅或鎳的金屬表面利用化學(xué)氣相沉積法可制備出大面積的石墨烯薄膜且質(zhì)量不錯，但是此法獲得的石墨烯薄膜厚度的可控性較差。氧化石墨還原法雖然可以獲得較大面積的石墨烯薄膜，但是由于制備過程中的石墨烯引入了大量的缺陷，且單片石墨烯尺寸較小，導(dǎo)致得到的石墨烯薄膜不連續(xù)，其導(dǎo)電性也有待提高。為了克服上述制備工藝存在的不足，需要研發(fā)一種新的石墨烯的制備方法和設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)石墨烯制備工藝存在的不足之處，本實用新型的發(fā)明人提供了一種利用高溫退火在碳化硅襯底上制備石墨烯時使用的石墨桶，該石墨桶可作為碳化硅襯底的容器，配合特殊的加熱方式制備石墨烯，該石墨桶包括上端開口的桶體，桶體底部上表面設(shè)置有凹槽，石墨桶上部側(cè)壁上設(shè)置有定位塊，定位塊上放置有熱反射屏；采用這種結(jié)構(gòu)的石墨桶可以將碳化硅襯底放置在凹槽中起到固定襯底的作用，利用外部熱源進(jìn)行加熱，設(shè)置的熱反射屏可以保證熱量不散失，且利用熱反射屏獲得的溫度場更加均勻，提高石墨容器內(nèi)的溫度，便于石墨烯的制備，整個石墨桶結(jié)構(gòu)簡單，與相應(yīng)的加熱裝置配合，可以利用高溫退火在碳化娃襯底上制備石墨稀，提聞了石墨稀的純度，節(jié)約了生廣成本，提聞了生廣效率。
[0006]本實用新型的具體技術(shù)方案是:
[0007]—種制備石墨稀使用的石墨桶，該石墨桶包括上端開口的桶體，桶體底部上表面設(shè)置有凹槽，石墨桶上部側(cè)壁上設(shè)置有至少兩個定位塊，定位塊上放置有熱反射屏。[0008]采用這種結(jié)構(gòu)的石墨桶，桶體底部上表面設(shè)置的凹槽可以將碳化硅襯底固定在凹槽內(nèi)保證整個生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生位移，之后可利用外部熱源進(jìn)行加熱，利用石墨的導(dǎo)熱性對碳化硅襯底進(jìn)行加熱；石墨桶上部側(cè)壁上設(shè)置有至少兩個定位塊，定位塊上可以放置熱反射屏，這樣在加熱過程中，設(shè)置的熱反射屏可以將散布的熱量反射回桶體底部，保證熱量不散失，提高石墨容器內(nèi)的溫度，且利用熱反射屏獲得的溫度場更加均勻，便于石墨烯的制備；
[0009]為了達(dá)到更好的效果，桶體底部上表面設(shè)置有碳化鉭涂層，利用該圖層可以防止SiC襯底下表面在高溫下與石墨發(fā)生反應(yīng)；
[0010]所采用的熱反射屏，其材料為錸、鎢、鉭等耐高溫金屬材料，一般根據(jù)石墨桶的形狀和大小進(jìn)行制備成薄板，且保證薄板的表面均為鏡面，這樣可以起到很好的反射熱量的作用，從而提高加熱的效率，且利用熱反射屏獲得的溫度場更加均勻。
[0011]綜上所述，采用這種結(jié)構(gòu)的石墨桶，可以將碳化硅襯底放置在凹槽中起到固定襯底的作用，利用外部熱源進(jìn)行加熱，設(shè)置的熱反射屏可以保證熱量不散失，提高石墨容器內(nèi)的溫度，且利用熱反射屏獲得的溫度場更加均勻，便于石墨烯的制備，整個石墨桶結(jié)構(gòu)簡單，與相應(yīng)的加熱裝置配合，可以利用聞溫退火在碳化娃襯底上制備石墨稀，提聞了石墨稀的純度，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型所述石墨桶的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實用新型所述石墨桶的俯視圖；
[0014]圖3為圖2中A-A的剖視圖；
[0015]圖中I為桶體，2為熱反射屏，3為定位塊，4為凹槽。
【具體實施方式】
[0016]—種制備石墨稀時使用的石墨桶，該石墨桶包括上端開口的桶體1，桶體I底部上表面設(shè)置有凹槽4，石墨桶上部側(cè)壁上設(shè)置有至少兩個定位塊3，定位塊3上放置有熱反射屏4。
[0017]桶體底部上表面設(shè)置有碳化鉭涂層；
[0018]所采用的熱反射屏，其材料為錸、鎢、鉭等耐高溫金屬材料，一般根據(jù)石墨桶的形狀和大小進(jìn)行制備成薄板，且保證薄板的表面均為鏡面。
【權(quán)利要求】
1.一種制備石墨稀時使用的石墨桶，其特征在于:包括上端開口的桶體(I )，桶體(I)底部上表面設(shè)置有凹槽(4)，石墨桶上部側(cè)壁上設(shè)置有至少兩個定位塊(3)，定位塊(3)上放置有熱反射屏(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨桶，其特征在于:所述的桶體底部上表面設(shè)置有碳化鉭涂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨桶，其特征在于:所述的熱反射屏表面為鏡面。
【文檔編號】C01B31/04GK203593621SQ201320663584
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】高玉強, 宋建, 張紅巖, 王建正 申請人:山東天岳晶體材料有限公司