[實用新型]立式石墨烯卷對卷連續生長設備

有效

• 申請號: 201720306595.2
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN206858655U
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 伍俊;李占成;史浩飛;王仲勛;李華峰;李昕;黃德萍
• 申請（專利權）人: 重慶墨希科技有限公司
• 主分類號: C23C16/54
• 分類號: C23C16/54;C23C16/26
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙)51232
• 代理人: 劉文娟

技術領域

本實用新型涉及一種石墨烯的生長設備，尤其是一種立式石墨烯卷對卷連續生長設備。

背景技術

眾所周知的：石墨烯由于其超強的熱穩定性、化學穩定性、機械穩定性以及高透光性和電子遷移率等優點，因而被認為是制備導電膜材料最佳的材料之一。

化學氣象沉積法CVD:

CVD法是可控制備大面積石墨烯的一種最常用的方法。它的主要原理是利用平面金屬作為基底和催化劑，在高溫環境中通入一定量的碳源前驅體和氫氣，相互作用后在金屬表面沉積而得到石墨烯。

CVD管式爐：設備簡單，操作容易，但是反應溫度高，時間較長，耗費能量較大，受石英管式爐的直徑和恒溫區長度影響無法制備大面積的石墨烯；此外，由于基底材料沒有壓力/ 張力控制，薄膜生長容易形成褶皺，降低平整度。

現有技術常規的CVD管式爐生長石墨烯受石英管式爐的直徑和爐體恒溫區長度的影響，石墨烯生長基底尺寸有限，另外由于石墨烯生長工藝溫度高，因此工藝流程為：金屬箔片預處理、裝樣、抽真空、加熱、通保護氣體、通工藝氣體、升溫至1000攝氏度左右，保溫生長、通保護氣體，冷卻至室溫、取樣。

現有的生產工藝存在如下缺點：1)效率低；2)耗能高；3)外觀品質差；4)質量控制難度高。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠提高生產效率，降低能耗，保證產品品質的立式石墨烯卷對卷連續生長設備。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：本實用新型提供了一種立式石墨烯卷對卷連續生長設備，包括真空上料室、高溫工藝腔室、真空取料室、驅動裝置；所述真空上料室內設置有石墨烯生長基底放料輥，所述真空取料室內設置有石墨烯基底收料輥以及收料導向輥；所述真空上料室和真空取料室均設置有真空泵；所述石墨烯生長基底放料輥以及石墨烯基底收料輥均通過驅動裝置，驅動轉動；所述高溫工藝腔室上設置有快速加熱裝置；

所述高溫工藝腔室設置在真空上料室與真空取料室之間；所述真空上料室位于高溫工藝腔室的下端，所述真空取料室設置在高溫工藝腔室的上端；所述高溫工藝腔室的兩端均設置有快速冷卻裝置；

所述真空上料室內設置有用于檢測石墨烯薄膜張力的張力檢測裝置，所述真空取料室內設置有用于檢測石墨烯薄膜線速度的速度檢測裝置。

進一步的，所述驅動裝置包括第一驅動裝置以及第二驅動裝置；所述第一驅動裝置與石墨烯生長基底放料輥傳動連接；所述第二驅動裝置與石墨烯基底收料輥傳動連接。

進一步的，所述石墨烯生長基底放料輥具有的轉軸穿過真空上料室，且通過離合器與第一驅動裝置傳動連接；所述石墨烯基底收料輥具有的轉軸穿過真空取料室，且通過離合器與第二驅動裝置傳動連接。

進一步的，所述石墨烯生長基底放料輥的轉軸與真空上料室之間設置有真空動密封裝置；所述石墨烯基底收料輥的轉軸與真空取料室之間設置有真空動密封裝置。

優選的，所述第一驅動裝置以及第二驅動裝置均采用伺服電機加減速器；優選的，離合器選用磁粉離合器。

進一步的，所述真空上料室內設置有放料導向棍；石墨烯生長基底放料輥上的石墨烯薄膜依次繞過張力檢測裝置、放料導向棍進入高溫工藝腔室。

進一步的，所述的立式石墨烯卷對卷連續生長設備，還包括處理器，所述處理器分別與張力檢測裝置以及第一驅動裝置電連接，且所述處理器、張力檢測裝置以及第一驅動裝置形成反饋閉環。

進一步的，所述處理器分別與速度檢測裝置以及第二驅動裝置電連接，且所述處理器、速度檢測裝置以及第一驅動裝置形成反饋閉環。

進一步的，所述真空取料室內的收料導向輥上設置有自然垂下與石墨烯生長基底放料輥上基底卷材連接的引導段。

進一步的，所述快速冷卻裝置與高溫工藝腔室可拆卸連接。

本實用新型的有益效果是：本實用新型所述的立式石墨烯卷對卷連續生長設備，具有以下優點：

1、效率高：不存在頻繁的開爐取樣/放樣，抽真空等動作，連續卷對卷生長；

2、耗能低：不存在頻繁的加熱/冷卻過程，耗能低；

3、由于在真空上料室內設置有用于檢測石墨烯薄膜張力的張力檢測裝置，因此能夠對石墨烯薄膜的張力進行控制，從而使得產品外觀品質高，避免出現褶皺；

4、由于同一卷生長基材經歷的生長工藝環境相同，因此石墨烯質量批次穩定可靠。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例中立式石墨烯卷對卷連續生長設備的結構示意圖；