[發明專利]分區式石墨烯薄膜制備裝置及制備方法

在審

• 申請號: 202210291247.8
• 申請日: 2022-03-23
• 公開（公告）號: CN114572970A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 劉忠范;陳恒;孫祿釗;朱安邦;馬子騰;李勤
• 申請（專利權）人: 北京石墨烯研究院;北京大學
• 主分類號: C01B32/186
• 分類號: C01B32/186
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 闞梓瑄

1.一種分區式石墨烯薄膜制備裝置，其特征在于：包括：

放料腔，所述放料腔內部設置有放料輥；

收料腔，所述收料腔內部設置有收料輥；

高溫腔，所述高溫腔設置在所述放料腔和所述收料腔之間，所述高溫腔的內部設置有載具，所述載具的上方設置有限域擋板，所述限域擋板與所述載具形成一狹縫，所述限域擋板鄰近所述放料腔，所述狹縫和所述載具均由所述放料腔向所述收料腔延伸，所述狹縫的延伸長度是所述載具的延伸長度的30％～60％，所述載具的下方設置有加熱器。

2.如權利要求1所述的分區式石墨烯薄膜制備裝置，其特征在于：所述載具和所述限域擋板均采用耐高溫剛性材料制成。

3.如權利要求1所述的分區式石墨烯薄膜制備裝置，其特征在于：所述載具和所述限域擋板均呈長條形形狀。

4.如權利要求1所述的分區式石墨烯薄膜制備裝置，其特征在于：所述狹縫的高度為30μm-1cm。

5.如權利要求1所述的分區式石墨烯薄膜制備裝置，其特征在于：所述加熱器包括順序設置的第一加熱器、第二加熱器、第三加熱器和第四加熱器，所述第一加熱器、所述第二加熱器和所述第三加熱器用于加熱所述載具上設置有限域擋板的區域，所述第四加熱器用于加熱所述載具上未設置限域擋板的區域。

6.如權利要求5所述的分區式石墨烯薄膜制備裝置，其特征在于：所述第一加熱器、所述第二加熱器和所述第三加熱器的加熱溫度呈遞減或者遞增的溫度梯度。

7.如權利要求1所述的分區式石墨烯薄膜制備裝置，其特征在于：所述高溫腔與所述放料腔之間還設置有第一進氣口和第二進氣口，所述第一進氣口用于通入襯底預處理氣體，所述第二進氣口用于通入制備石墨烯薄膜所需的碳源氣體。

8.如權利要求7所述的分區式石墨烯薄膜制備裝置，其特征在于：所述第一進氣口設置在所述狹縫的入口處，所述第二進氣口設置在所述限域擋板上方腔室的入口處。

9.如權利要求7所述的分區式石墨烯薄膜制備裝置，其特征在于：所述第二進氣口的進氣路徑上還設置有勻流裝置。

10.如權利要求9所述的分區式石墨烯薄膜制備裝置，其特征在于：所述勻流裝置包括單片或者多片的勻流隔熱板，所述隔熱板上設置有中心通孔和邊緣區域的透氣孔。

11.如權利要求1所述的分區式石墨烯薄膜制備裝置，其特征在于：所述高溫腔的兩端設置有反射屏，所述反射屏用于減小高溫輻射對所述放料腔和所述收料腔的影響。

12.一種石墨烯薄膜制備方法，采用如權利要求1-11任一項所述的分區式石墨烯薄膜制備裝置，具體步驟如下：

步驟1：將襯底設置在所述放料輥上，將所述限域擋板和所述載具設置在所述高溫腔內；

步驟2；將所述襯底穿過所述狹縫和所述高溫腔，與所述收料輥連接；

步驟3：抽真空，開啟加熱，待加熱溫度達到所需的溫度時，先在所述狹縫處通入襯底預處理氣體，當預處理后的所述襯底通過所述限域擋板后，通入碳源氣氛；

步驟4：制備石墨烯薄膜，在制備過程中所述收料腔內的收料輥收集所述襯底和沉積在所述襯底上的所述石墨烯薄膜。