[實(shí)用新型]卷式石墨烯連續(xù)生長(zhǎng)設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720309728.1
• 申請(qǐng)日: 2017-03-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206591178U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李占成;史浩飛;伍俊;李昕;黃德萍;段銀武;張永娜;余杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶墨希科技有限公司
• 主分類號(hào): C23C16/26
• 分類號(hào): C23C16/26;C23C16/455;C23C16/54
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙)51232
• 代理人: 劉文娟

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種石墨烯的生長(zhǎng)設(shè)備，尤其是一種卷式石墨烯連續(xù)生長(zhǎng)設(shè)備。

背景技術(shù)

眾所周知的：石墨烯雖然只有一個(gè)碳原子層厚,但由于其自身結(jié)構(gòu)特性使其表現(xiàn)出諸多世界之最，如最薄、最輕、最堅(jiān)韌、電阻率最小等，石墨烯被稱為材料界的“黑金”，21世紀(jì)“新材料之王”。

石墨烯薄膜的規(guī)模化制備，經(jīng)過(guò)近幾年的廣泛研究，化學(xué)氣相沉積法是規(guī)模化制備石墨烯薄膜最有前景的方法之一。CVD法制備高質(zhì)量的石墨烯薄膜是在1000度左右的真空條件下將碳源加熱分解成活性碳基團(tuán)，然后Cu、Ni等過(guò)渡金屬襯底上進(jìn)一步分解生成石墨烯。然而，快速、連續(xù)規(guī)模化制備大面積、高質(zhì)量石墨烯薄膜的方法一直沒(méi)有取得大的突破，極大地限制了石墨烯制備效率和產(chǎn)量，阻礙了石墨烯薄膜產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的步伐。

卷對(duì)卷生長(zhǎng)石墨烯是一個(gè)動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)過(guò)程，與片式靜態(tài)生長(zhǎng)有著本質(zhì)上的區(qū)別。對(duì)于片材間歇式生長(zhǎng)高質(zhì)量的石墨烯通常是將石墨烯生長(zhǎng)基底在其熔點(diǎn)附近進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間高退火，使多晶生長(zhǎng)基底再次結(jié)晶，增加生長(zhǎng)基底晶疇面積，有利于制備高質(zhì)量的石墨烯薄膜。近幾年雖然已有專利開(kāi)始研究卷對(duì)卷制備石墨烯設(shè)備及工藝，但因?yàn)橹辉O(shè)置一個(gè)高溫工藝腔，退火和生長(zhǎng)同時(shí)進(jìn)行，很難實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量石墨烯的可控制備。對(duì)于一個(gè)高溫工藝腔，如果先進(jìn)行卷對(duì)卷高溫退火，再倒回來(lái)進(jìn)行卷對(duì)卷石墨烯生長(zhǎng)，嚴(yán)重影響石墨烯生長(zhǎng)效率。此外，之前專利均未考慮高溫?zé)彷椛鋵?duì)密封裝置影響和工藝腔內(nèi)氣體均勻分布問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠?qū)⑹┥L(zhǎng)基底高溫退火預(yù)處理與高溫生長(zhǎng)分開(kāi)且同步進(jìn)行的卷式石墨烯連續(xù)生長(zhǎng)設(shè)備。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

本實(shí)用新型提供了一種卷式石墨烯連續(xù)生長(zhǎng)設(shè)備，包括放料冷卻腔、收料冷卻腔以及用于所述放料冷卻腔和收料冷卻腔抽真空的真空泵；所述放料冷卻腔內(nèi)設(shè)置有石墨烯生長(zhǎng)基底放料輥和放料冷卻區(qū)導(dǎo)向輥，所述收料冷卻腔內(nèi)設(shè)置有長(zhǎng)有石墨烯基底收料輥以及收料冷卻腔導(dǎo)向輥；

卷式石墨烯連續(xù)生長(zhǎng)設(shè)備，還包括第一高溫工藝腔、第二高溫工藝腔以及過(guò)渡腔；所述第一高溫工藝腔的兩端和第二高溫工藝腔的兩端均設(shè)置有勻流隔熱裝置；所述第一高溫工藝腔和第二高溫工藝腔上均設(shè)置有加熱器；

所述第一高溫工藝腔一端與放料冷卻腔連接且連通，另一端與過(guò)渡腔連接且連通，所述第二高溫工藝腔一端與過(guò)渡腔連接且連通，另一端與收料冷卻腔連接且連通；石墨烯生長(zhǎng)基底放料輥上放料石墨烯生長(zhǎng)基底依次經(jīng)過(guò)放料冷卻區(qū)導(dǎo)向輥、第一高溫工藝腔、過(guò)渡腔、第二高溫工藝腔、收料冷卻腔導(dǎo)向輥?zhàn)罱K卷收到石墨烯基底收料輥上。

進(jìn)一步的，所述第一高溫工藝腔豎向布置，所述第二高溫工藝腔橫向布置，所述過(guò)渡腔內(nèi)設(shè)置有過(guò)渡輥。

進(jìn)一步的，所述過(guò)渡腔內(nèi)設(shè)置有檢測(cè)石墨烯生長(zhǎng)基底張力的張力檢測(cè)裝置。

優(yōu)選的，所述收料冷卻腔導(dǎo)向輥采用水冷導(dǎo)向輥。

進(jìn)一步的，第一高溫工藝腔的兩端均通過(guò)多點(diǎn)進(jìn)氣密封法蘭分別與放料冷卻腔和過(guò)渡腔連接，第二高溫工藝腔的兩端均通過(guò)多點(diǎn)進(jìn)氣密封法蘭分別與過(guò)渡腔和收料冷卻腔連接。

優(yōu)選的，所述多點(diǎn)進(jìn)氣密封法蘭包括外法蘭、內(nèi)法蘭以及密封膠圈，所述內(nèi)法蘭具有凸臺(tái)端，所述外法蘭設(shè)置有與內(nèi)法蘭匹配的凹槽，所述密封膠圈安裝在凹槽內(nèi)，所述內(nèi)法蘭的凸臺(tái)端插入外法蘭的凹槽內(nèi)，且頂緊密封膠圈，所述內(nèi)法蘭上設(shè)置有連通內(nèi)法蘭內(nèi)圈的通氣通道。

優(yōu)選的，所述勻流隔熱裝置包括至少兩層隔熱板以及支撐柱，所述支撐柱設(shè)置在相鄰兩層隔熱板之間；所述隔熱板上設(shè)置有均勻分布的透氣孔，所述相鄰兩層隔熱板上的透氣孔錯(cuò)位分布。

進(jìn)一步的，所述隔熱板上的中心通孔為沿徑向的通槽。

優(yōu)選的，所述放料冷卻腔設(shè)置有一個(gè)真空泵，所述收料冷卻腔設(shè)置有一個(gè)真空泵。

優(yōu)選的，所述加熱器采用電阻加熱器。