[發明專利]石墨烯三維構造粉體材料專用制備爐

有效

• 申請號: 201610844308.3
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN106430163B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 吳海軍
• 申請（專利權）人: 丹陽市恒泰電爐有限公司
• 主分類號: C01B32/184
• 分類號: C01B32/184
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司32206
• 代理人: 顧進

技術領域

本發明涉及石墨烯的生產設備領域，尤其涉及一種石墨烯三維構造粉體材料專用制備爐。

背景技術

石墨烯是由碳原子構成的只有一層原子厚度的二維晶體，是已知的世上最薄、最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；導熱系數高達5300W/m·K，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率超過15000cm2/V·s，又比納米碳管或硅晶體高，而電阻率只約10-6Ω·cm，比銅或銀更低，為世上電阻率最小的材料；因其電阻率極低，電子遷移的速度極快，因此被期待可用來發展更薄、導電速度更快的新一代電子元件或晶體管；由于石墨烯實質上是一種透明、良好的導體，也適合用來制造透明觸控屏幕、光板、甚至是太陽能電池。

制備石墨烯常見的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法和化學氣相沉積法（CVD）；目前市面上制備石墨烯的方法均為實驗室小批量的生產；當將實驗室的生產方法應用到工業生產時，或者采用工業設備大規模生產時，很難得到較好的收率，這是由方法本身的缺陷和生產裝置的結構所限定的，由于規模生產本身需要流水化作業；在流水化作業時，如何保證裝置的密封性和原料受熱的均勻度成為石墨烯規模化生產的主要問題之一。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明目的在于提供一種結構簡單，方便流水線生產，自動化程度高，適用于規?；a石墨烯的專用制備爐。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種石墨烯三維構造粉體材料專用制備爐，所述的專用制備爐包括推料機構、加熱爐體、自動臺車和真空爐罐，所述的真空爐罐安裝在自動臺車上，所述的加熱爐體設置在兩個推料機構之間，所述的加熱爐體為n形截面的爐體，爐體兩端分別設有進料口和出料口，進料口和出料口上均設有移動式密封爐門，爐體的上部設有加熱倉，爐體的下部設有臺車移動倉，加熱倉的兩側設有電加熱裝置，所述的自動臺車四周安裝有耐火砌體，耐火砌體的前、后兩端分別與密封爐門密封連接，耐火砌體的左、右兩端分別與加熱倉的底部密封連接。

本發明所述的加熱爐體的頂部設有牽引電機和牽引滾輪，所述的密封爐門通過垂直牽引繩活動連接在牽引滾輪上；通過可上、下移動的密封爐門，使其更好的與自動臺車相匹配，自動臺車從進來口進料，進料完成后，下降密封爐門，使得加熱倉與自動臺車之間保持密封，生產完成后，提升密封爐門，通過自動臺車將真空爐罐傳輸帶后續的推料機構上。

本發明所述的自動臺車由車架、車輪、耐火砌體、加熱元件和臺車牽引設備所組成，所述的耐火砌體將車架包覆成槽形結構，真空爐罐安放在槽形結構的上方，槽形結構的內部設有加熱元件，槽形結構的下方設有車輪和臺車牽引設備；由于自動臺車是需要在推料機構和加熱爐體之間來回移動的，到達加熱點時，爐體與臺車之間必須保持密封，通過槽形結構的耐火砌體使兩者保持密封，而且為了保證加熱的均勻度，自動臺車的內部也必須設有加熱元件。

本發明所述的真空爐罐的內部設有長條形的料架，真空爐罐的側方設有橫向開合式密封爐蓋，所述的密封爐蓋上設有真空壓力表、防爆閥和抽真空管道；石墨烯物料存放在長條形的料架上，進料時，打開密封爐蓋，通過推料機構將料架推送進入真空爐罐；出料時，通過推料機構將料架拖出真空爐罐，分別完成投料和收料操作。

本發明所述的真空爐罐上均勻分布有多個瓦楞狀伸縮孔，真空爐罐上設有排氣管，通過伸縮孔結構，保證爐罐在熱脹冷縮時不會發生變形，同時為了保證溫度變化情況下爐罐內部氣壓的穩定性，通過排氣管輔助排氣。

本發明所述的加熱爐體上設有抽真空裝置，抽真空裝置通過管路連接在加熱倉內；抽真空裝置有兩個作用，一個作用是抽取真空爐罐內部的空氣，使得真空爐罐內部保持合適的工作壓力，另一個作用是調節加熱倉的內部氣壓，使得真空爐罐內、外兩側的氣壓均保持穩定。

本發明所述的推料機構由帶有鏈條傳輸帶和傳輸電機所組成，所述鏈條傳輸帶的安裝高度與自動臺車的高度相同，推料結構的主要作用是方便料架的進料和出料操作，穩定性好，裝置的自動化程度高。

本發明所述加熱倉的內壁由耐火纖維所制成，加熱倉與耐火砌體的接觸位置上設有機械密封結構，耐火纖維和耐火砌體的材質相近，通過機械密封結構使兩者保持密封，密封效果好；同時，該材料固定安裝在加熱倉內部，具有低導熱、優良的熱穩定性和化學穩定性，抗熱振性和優良的拉伸強度和抗腐蝕性。