[發明專利]基于管式爐的卷對卷氣相沉積裝置

在審

• 申請號: 201410252074.4
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN103993296A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 汪偉;劉兆平
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C23C16/54
• 分類號: C23C16/54
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波

技術領域

本發明涉及復合材料制造技術領域，特別涉及一種基于管式爐的卷對卷氣相沉積裝置。

背景技術

化學氣相沉積方法是一種利用反應物氣態前驅體在一定溫度下分解反應形成薄膜、涂層或者微米、納米結構的化學技術。這種方法已經被廣泛應用于各種材料的合成，比如：石墨烯、碳納米管、硅、氧化鋅等等。管式加熱爐作為一種易于制造和管理的反應爐已經被廣泛應用于化學氣相沉積反應。

以制備石墨烯為例，現有技術中的石墨烯的制備是在管式加熱爐中進行，制備裝置包括一個腔體，將待反應的反應物放置在管式加熱爐中，對管式加熱爐進行加熱，此時的化學氣相沉積是靜態生長模式，管式爐內的反應物生長完成后，取出生長物，進行下一反應物的生長；現有技術中存在能夠實現反應物連續生長的氣相沉積裝置，CN102828161A專利中公開了一種石墨烯生產方法和連續式生產裝置，該裝置包括真空腔體，真空腔體內設置有加熱器件、反應基體傳送的傳送系統、反應基體冷卻系統、反應基體化學氣相沉積系統和反應基體退火系統，反應基體的連續生長在真空腔體內進行，反應基體通過傳送系統的傳送實現連續生長。上述專利文件中提到的裝置，氣相沉積的各個部件需要固定在真空腔體內，導致各個部件在真空腔體內的組裝存在一定的難度，安裝不方便。

因此，如何降低反應基體連續生長的裝置的組裝難度，成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于管式爐的卷對卷氣相沉積裝置，以降低反應基體連續生長的裝置的組裝難度。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于管式爐的卷對卷氣相沉積裝置，包括管式加熱爐、供氣系統和真空泵組，管式加熱爐包括爐體和設置在爐體內的反應腔體，還包括：

設置在所述反應腔體外側且與所述反應腔體兩端分別密封連接的第一密封倉和第二密封倉，所述第一密封倉內設置有第一傳動裝置，所述第二密封倉內設置有第二傳動裝置，所述供氣系統與所述反應腔體、所述第一密封倉和第二密封倉三者中的一個與連通，且所述真空泵組與三者中另外兩個中的一個連通，所述第一密封倉和所述第二密封倉內均設置有用于冷卻所述第一密封倉、所述第二密封倉和反應基體的水冷裝置。

優選的，在上述基于管式爐的卷對卷氣相沉積裝置中，所述第一密封倉和所述第二密封倉與所述管式加熱爐通過法蘭連接。

優選的，在上述基于管式爐的卷對卷氣相沉積裝置中，所述第一傳動裝置裝置包括：設置在所述第一密封倉內用于卷繞已發生反應的反應基體的第一卷繞輥和設置在所述第一密封倉的外側且與所述第一卷繞輥連接的第一電機；

所述第二傳動裝置包括：設置在所述第二密封倉內用于卷繞未發生反應的反應基體的第二卷繞輥和設置在所述第二密封倉的外側且與所述第二卷繞輥連接的第二電機。

優選的，在上述基于管式爐的卷對卷氣相沉積裝置中，所述水冷裝置包括：

沿所述第一密封倉和所述第二密封倉的外壁設置用于冷卻所述第一密封倉和所述第二密封倉的水冷層；與所述反應基體的傳送方向垂直布置且與所述反應基體貼合用于冷卻反應基體的水冷管。

優選的，在上述基于管式爐的卷對卷氣相沉積裝置中，所述供氣系統包括：

能夠承裝氫氣或者氬氣或者硅烷或者甲烷或者乙烯或者乙炔或者乙烷等氣體的氣瓶，所述氣瓶的個數不少于2個，所述氣瓶上設置有流量計。

優選的，在上述基于管式爐的卷對卷氣相沉積裝置中，所述真空泵組為機械泵泵組或擴散泵泵組或分子泵泵組，或者所述真空泵組為機械泵、擴散泵和分子泵中的兩種或三種組合成的泵組；

還包括與所述真空泵組通信連接用于檢測所述管式加熱爐內真空度的真空計。

優選的，在上述基于管式爐的卷對卷氣相沉積裝置中，還包括：

設置在所述第一卷繞輥上用于檢測所述反應基體張緊度的張力傳感器，所述張力傳感器與所述第二電機通信連接；

與所述第一電機配合的第一減速機和與所述第二電機配合的第二減速機。

優選的，在上述基于管式爐的卷對卷氣相沉積裝置中，還包括：與所述第一電機和所述第二電機通信連接用于檢測所述反應基體拉伸度的行程開關。