[發明專利]一種石墨烯PVD鍍膜卷材的生產裝置及生產工藝

在審

• 申請號: 201810324381.7
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN110373650A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 張文躍
• 申請（專利權）人: 張文躍
• 主分類號: C23C16/26
• 分類號: C23C16/26;C23C16/455;C23C16/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種石墨烯PVD鍍膜卷材的生產裝置，其特征在于，包括反應釜，所述反應釜內按石墨烯PVD鍍膜卷材生產工藝流程依次設置有原子噴泉器、場效分離器、原子分散器、重組器、霍爾精排器、量效精組器、費米子増強器、質檢器；本發明石墨烯PVD鍍膜卷材生產設備和工藝，做為碳源使用的原料是乙炔。

所述場效分離器設置在所述反應釜內的下部；

所述場效分離器設置在所述原子噴泉器上方；

所述原子分散器設置在所述場效分離器的上方；

所述重組器用于將純凈的碳原子引導到PET膜上，在PET膜上將純凈的碳原子重組為初級散點結構的石墨烯，設置在所述原子分散器的上方；

所述霍爾精排器是使沒有排列成石墨烯的碳原子發生往復橫向滾動，尋找空隙參進組合，把初級形成的散點結構石墨烯精排成島狀結構的石墨烯。設置所述重組器旁邊；

所述量效精組器使還沒有參進組合的碳原子發生縱向滾動用于把島狀結構的石墨烯精組連接成迷走結構的石墨烯，設置在所述霍爾精排器旁；

所述費米子増強器用于將迷走結構石墨烯強化快速成長為高強度層狀生長的石墨烯膜，設置在所述霍爾精排器旁。

2.根據權利要求1所述的一種石墨烯PVD鍍膜卷材的生產裝置，其特征在于，原子噴泉器、場效分離器、原子分散器根據PET膜或其它所需鍍膜的寬度不同原子噴泉器、場效分離器、原子分散器可已由一組到五十組組成。所述張力軸和所述導向軸之間還設置有清潔器，所述清潔器下設置有收集器。

3.根據權利要求2所述的一種石墨烯PVD鍍膜卷材的生產裝置，其特征在于，按石墨烯PVD鍍膜卷材生產工藝流程所述導向軸后設置有質檢器。

4.根據權利要求1所述的一種石墨烯PVD鍍膜卷材的生產裝置，其特征在于，所述反應釜外對應所述質檢器的位置設置有用于將石墨烯PVD鍍膜卷成卷軸的成品膜總成，所述成品膜總成與所述反應釜同壓同氣。

5.根據權利要求1所述的一種石墨烯薄膜卷材的生產裝置，其特征在于，所述反應釜外對應所述重組器的位置處設置有放置PET膜的放膜軸總程，所述放膜軸總成與所述反應釜同壓同氣，所述放膜軸總程與重組器之間依次設置有導向軸、張力測量軸、展平軸。

6.根據權利要求1所述的一種石墨烯PVD鍍膜卷材的生產裝置，其特征在于，所述反應釜外的底部還設置有廢料回收總成、乙炔調節總成、隋性氣體調節總成、電器控制箱、氧氣調節總成。

7.一種石墨烯PVD鍍膜卷材的生產工藝，其特征在于，包括以下步驟：

(1)加裝反應釜上蓋后密封；

(2)將氮氣送入反應釜內置換出釜內的空氣；

(3)將二氧化碳送入反應釜內置換出釜內的氮氣；

(4)將隋性保護氣體氣送入反應釜內置換出釜內的二氧化碳；

(5)將反應釜內的隋性保護氣體氣送出反應釜外循環，通過隋性保護氣的循環經除濕器把反應釜內的水氣及雜質除掉讓反應釜內變為超凈釜；

(6)將氧氣送入反應釜內；

(7)再將乙炔送入原子噴泉器內，通過原子噴泉器內的分離作用，乙炔會在噴泉器內釋放出大量的碳元素和雜質的混合氣體；

(8)場效分離器將碳元素和雜質的混合氣分離、純化碳元素，再將純化后的碳元素輸送到原子分散器；

(9)原子分散器使初期純化后形成的碳元素原子之間在一定時間內不發生團聚；

(10)重組器將純化的碳原元素氣體引導到PET膜上，在PET膜上重組碳元素形成初級散點結構的石墨烯；

(11)重組器旁有霍爾精排器把在PET膜上初級形成的散點結構石墨烯精排成島狀結構石墨烯；

(12)霍爾精排器旁有量效精組器把在PET膜上已形成的島狀結構石墨烯精組成迷走結構石墨烯；

(13)量效精組器旁有費米子増強器把在PET膜上已形成的迷走結構石墨烯，強化快速成長為高強度層狀生長的穩定狀態石墨烯膜；

(14)PET膜帶再通過導向軸轉向，所述導向軸上方有清潔器，剝離掉在層狀生長過程被排擠出殘留在碳原素氣體中的雜質和團聚的碳原素，剝離掉的雜質由清潔器內部的收集器收集，在傳送給釜外的收集器總成收集。

(15)PET膜帶再通過導向軸轉向，PET膜帶上方有質檢器，檢驗成品石墨烯層狀生長的質量。

(16)把PET膜帶導引展平軸上把PET膜帶展平，PET膜帶牽拉到導向軸轉向到釜外的成品膜總成上。

不管用什么方法來生產制造超大尺寸的石墨烯，必須首先要獲得超高純凈的碳原素純度要達到6.023x10^23*N而無一個雜質分子或原子。

如還有一兩個雜質分子或原子也要象本發明一樣設計出能使石墨烯在層狀生長過程中排擠出碳原素氣體中殘存的雜質分子或原子的設備。