[發(fā)明專利]用于石墨烯基復(fù)合材料生產(chǎn)的質(zhì)量在線檢測(cè)方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011554820.7
• 申請(qǐng)日: 2020-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN112798472A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳云;丁樹權(quán);林燦光;侯勝禹;羅翔遠(yuǎn);陳桪;陳新;高健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N11/14
• 分類號(hào): G01N11/14
• 代理公司: 佛山市禾才知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44379
• 代理人: 曹振;羅凱欣

本發(fā)明公開了一種用于石墨烯基復(fù)合材料生產(chǎn)的質(zhì)量在線檢測(cè)方法及裝置，包括激光加工機(jī)構(gòu)、光學(xué)檢測(cè)模塊和封裝模塊；所述激光加工機(jī)構(gòu)設(shè)置在待加工材料的上方，所述激光加工機(jī)構(gòu)的輸出端與待加工材料相對(duì)；所述光學(xué)檢測(cè)模塊設(shè)置在所述激光加工機(jī)構(gòu)，所述光學(xué)檢測(cè)模塊的輸入端與所述激光加工機(jī)構(gòu)連接；所述封裝模塊設(shè)置在所述激光加工機(jī)構(gòu)的下方，所述封裝模塊帶動(dòng)待加工材料移動(dòng)并進(jìn)行封裝；本申請(qǐng)旨在提供一種用于石墨烯基復(fù)合材料生產(chǎn)的質(zhì)量在線檢測(cè)方法及裝置，具有低成本、易操作、高效率、高柔性并簡(jiǎn)化工藝等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及二維材料光電制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于石墨烯基復(fù)合材料生產(chǎn)的質(zhì)量在線檢測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)

石墨烯作為典型的二維材料，具有高柔韌度、高導(dǎo)熱性、高靈敏度、良好的導(dǎo)電性等優(yōu)異的性能。為了使石墨烯走向工業(yè)化和商業(yè)化，研究者開發(fā)了大量合成技術(shù)，其中包括剝離法、外延生長(zhǎng)法、化學(xué)氣相沉積(CVD)、氧化還原法等。傳統(tǒng)的熱解方法需要通過加熱系統(tǒng)進(jìn)行整體加熱，而激光的定點(diǎn)輻照會(huì)在富碳前驅(qū)體中產(chǎn)生足夠的局部高溫，將前驅(qū)體轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)IG，其以加工效率高、制備過程靈活、利于精細(xì)化操作和規(guī)模化生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)，吸引了廣泛關(guān)注，可用于超級(jí)電容器、電池、電催化劑和傳感器等新興應(yīng)用。

在新興應(yīng)用中，已有諸多研究將其他組分如聚合物、金屬和金屬氧化物摻雜進(jìn)石墨烯片層之間，制成雜化或者功能化石墨烯，以最大程度發(fā)揮石墨烯的性能。常用的石墨烯摻雜方法中，包括結(jié)合化學(xué)氣象沉積法(CVD)，現(xiàn)有中結(jié)合CVD工藝，開發(fā)了經(jīng)過修飾的石墨烯p型或n型摻雜，但CVD的繁瑣過程極易引入不可控的缺陷。部分利用激光照射制備負(fù)載有二硫化鉬的介孔氮摻雜石墨烯，用于光催化制氫氣。部分利用激光局部高溫在銅箔表面形成高溫高壓的等離子體區(qū)，從而誘導(dǎo)石墨顆粒和硼元素轉(zhuǎn)變成摻雜硼元素的石墨烯。然而，石墨烯基功能器件高度依賴于摻雜石墨烯層的一致性，現(xiàn)有的技術(shù)大多只適用于小量制備，在大批量制備過程中由于基底材料、摻雜材料的不均勻，所造成任何局部的改性不均，極大可能造成器件性能的不穩(wěn)定，甚至完全失效。

因此亟需行之有效的用于激光誘導(dǎo)石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)的質(zhì)量在線檢測(cè)方法，為石墨烯復(fù)合材料的大批量制備提供檢測(cè)和加工封裝方案，保證器件性能的穩(wěn)定發(fā)揮，挖掘新材料器件的市場(chǎng)潛力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種用于石墨烯基復(fù)合材料生產(chǎn)的質(zhì)量在線檢測(cè)方法及裝置，具有低成本、易操作、高效率、高柔性并簡(jiǎn)化工藝等優(yōu)點(diǎn)。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種用于石墨烯基復(fù)合材料生產(chǎn)的質(zhì)量在線檢測(cè)方法，包括如下步驟：

激光作用：入射激光在富碳聚合物上所照射區(qū)域形成液化孔，使入射激光在液化孔內(nèi)發(fā)生菲涅爾反射，形成多束反射激光，液化孔壁面發(fā)生多次能量吸收，液化孔多次吸收能量的區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)槭幢晃盏哪芰恳詢煞N形式離開液化孔，分別是出射激光和蒸氣，蒸氣的輻射能量以可見光進(jìn)行傳遞；

進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)：根據(jù)激光輻照強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，遞增激光輻照強(qiáng)度，并記錄每次激光輻照強(qiáng)度n，通過第一光電傳感器采集第一信號(hào)強(qiáng)度A1n，通過第二光電傳感器采集第二信號(hào)強(qiáng)度A2n，觀察并記錄A1n和A2n的拐點(diǎn)數(shù)值，A1n的拐點(diǎn)數(shù)值為出射激光光電信號(hào)強(qiáng)度閾值SI_f1，A2n的拐點(diǎn)數(shù)值為可見光光電信號(hào)強(qiáng)度閾值SI_v1；

采集激光加工的信號(hào)強(qiáng)度：對(duì)待加工材料的部分區(qū)域進(jìn)行激光加工，采集出射激光光電信號(hào)強(qiáng)度I_f1和可見光光電信號(hào)強(qiáng)度I_v1；

對(duì)比判斷：將I_f1與k₁*SI_f1作比較，將I_v1與k₁*SI_v1作比較；