CN111892042A - 一种生产石墨烯的装置及利用该装置生产石墨烯的方法 - Google Patents

一种生产石墨烯的装置及利用该装置生产石墨烯的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111892042A
CN111892042A CN202010787691.XA CN202010787691A CN111892042A CN 111892042 A CN111892042 A CN 111892042A CN 202010787691 A CN202010787691 A CN 202010787691A CN 111892042 A CN111892042 A CN 111892042A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heating
space
substrate
gas supply
auxiliary heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010787691.XA
Other languages
English (en)
Inventor
张�杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan Mote Graphene Technology Co ltd
Original Assignee
Henan Mote Graphene Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan Mote Graphene Technology Co ltd filed Critical Henan Mote Graphene Technology Co ltd
Priority to CN202010787691.XA priority Critical patent/CN111892042A/zh
Publication of CN111892042A publication Critical patent/CN111892042A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182—Graphene
    • C01B32/184—Preparation
    • C01B32/186—Preparation by chemical vapour deposition [CVD]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45565—Shower nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明提出一种生产石墨烯的装置及利用该装置生产石墨烯的方法，包括空腔体、基板、减压部件、供气单元和主加热单元，空腔体两侧的下方设有减压部件，主加热单元内侧的包含空间内设有辅助加热单元，辅助加热单元包括第一辅助加热部件和第二辅助加热部件，先利用减压部件将空腔体内空气排出并放置基板，供气单元供气氛围气体和含碳气体，再利用主加热单元进行加热合成生产石墨烯；本发明通过辅助加热单元的可以将主加热单元散发的热能吸收，辅助加热单元的温度可以均匀升高为加热空间内的基板进行加热，石墨烯合成所需的温度可以在短时间内形成，有利于合成生产大面积的石墨烯，可以减少石墨烯合成后的冷却时间，可以提高生产效率。

Description

一种生产石墨烯的装置及利用该装置生产石墨烯的方法
技术领域
本发明涉及石墨烯领域，尤其涉及一种生产石墨烯的装置及利用该装置生产石墨烯的方法。
背景技术
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，可以弯曲，并且石墨烯具有优良的导电和光学性能。石墨烯移动时，电子质量流动为零，另外，石墨烯对灰分的电子迁移率具有约20,000-50,000cm2/（V·s）的高值。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，化学气相沉积是由诸如铜或铂的催化剂金属制成的金属薄板放置在石墨烯合成室的内部空间中，或者将乙烷注入石墨烯合成室的内部空间，然后将石墨烯合成室的内部空间加热至高温在薄金属板的表面上合成石墨烯。
现有的使用化学气相沉积法合成石墨烯时，需要在高温、高真空环境中消耗较长时间进行合成石墨烯，合成速度慢，难以以经济有效的方式进行批量生产大面积的石墨烯片。因此，本发明提出一种生产石墨烯的装置及利用该装置生产石墨烯的方法，以解决现有技术中的不足之处。
发明内容
针对上述问题，本发明通过辅助加热单元的第一辅助加热部件和第二辅助加热部件可以将主加热单元散发的热能吸收，第一辅助加热部件和第二辅助加热部件的温度可以均匀升高为加热空间内的基板进行加热，石墨烯合成所需的温度可以在短时间内形成，同时加热稳定均匀，有利于合成生产大面积的石墨烯，通过该设置可以减少石墨烯合成后的冷却时间，可以提高生产效率。
本发明提出一种生产石墨烯的装置，包括空腔体、基板、减压部件、供气单元和主加热单元，所述空腔体为正六面体，所述空腔体内部形成一个包含空间，所述包含空间内部设有多组基板，所述空腔体两侧的下方设有减压部件，所述减压部件连通包含空间，所述空腔体两侧的上方设有供气单元，所述供气单元连通包含空间，所述供气单元用于供应含碳气体和气氛气体，所述包含空间内部的左右两侧、包含空间内部的上方以及包含空间内部的底部设有主加热单元，所述主加热单元内侧的包含空间内设有辅助加热单元，所述辅助加热单元设有多组，所述辅助加热单元包括第一辅助加热部件和第二辅助加热部件，所述第一辅助加热部件和第二辅助加热部件呈水平设置，所述第一辅助加热部件和第二辅助加热部件之间形成加热空间，所述基板位于加热空间内部。
进一步改进在于：所述供气单元通过管道设有气体供应喷头，所述气体供应喷头位于辅助加热单元开口处，所述气体供应喷头等距设有多组，多组所述气体供应喷头之间通过连接管连接，所述气体供应喷头通向基板。
进一步改进在于：所述基板为单层结构或双层结构中的一种，当所述基板为单层结构时，所述基板由基层构成，所述基板为双层结构时，所述基板由基层和金属层构成，且所述基层位于金属层下方。
进一步改进在于：所述基层由Si、氮化镓、SiO2、Ni、Cu、W、氮化硅、氟化二氧化硅、氮化硼或MSQ中的一种材料制成。
进一步改进在于：所述金属层由金属材料Ni、Co、Fe、Pt、Au、Ag、Al、Cr、Mg、Mn、Mo、Rh、Si、Ta、Ti、V、Pd、Y、Zr或W中的至少一种制成。
进一步改进在于：所述主加热单元包括光加热结构和感应加热结构，所述光加热结构和感应加热结构交替设置，所述光加热结构包括卤素灯和光源增强部件，所述卤素灯等距设有多组，所述光源增强部件沿着卤素灯的发光方向设置在卤素灯上，所述感应加热结构包括线圈柱和感应线圈，所述感应线圈呈螺旋状设置在线圈柱上。
进一步改进在于：所述卤素灯为可发散出近红外光、中红外光或可见光中任意一种光源的卤素灯，所述光源增强部件由石英或高硅氧玻璃中的任意一种透明材料制成。
进一步改进在于：所述供气单元供应的气氛气体为氢气或氩气中的一种，所述供气单元供应的含碳气体为一氧化碳、二氧化碳、乙烷、丙烯、丁烷、丁二烯、戊烷、戊烯、环戊二烯、己烷、环己烷、苯或甲苯中的任意一种。
进一步改进在于：所述第一辅助加热部件和第二辅助加热部件均为金属加热板或石墨板中的一种。
一种石墨烯的生产方法，包括以下步骤：
步骤一：先将基板放置在包含空间内部，然后使用减压部件将基板放置在加热空间内部，并使用减压部件将包含空间中的气体抽出；
步骤二：通过供气单元的气体供应喷头将气氛气体分别注入包含空间内部；
步骤三：上述步骤二中气氛气体注入之后，使用主加热单元的卤素灯发散光源对基板进行加热，同时使用感应加热结构的感应线圈对基板进行感应加热，然后再次通过供气单元的气体供应喷头将含碳气体注入包含空间内部；
步骤四：主加热单元的卤素灯和感应线圈对基板进行加热时，基板温度升高，基板温度升高后加热空间温度随之升高，加热空间的热量辐射至辅助加热单元，然后依次对包含空间内部的多组基板进行升温加热，最终基板表面合成出石墨烯。
本发明的有益效果为：通过辅助加热单元的第一辅助加热部件和第二辅助加热部件可以将主加热单元散发的热能吸收，第一辅助加热部件和第二辅助加热部件的温度可以均匀升高为加热空间内的基板进行加热，石墨烯合成所需的温度可以在短时间内形成，通过主加热单元的光加热结构和感应加热结构可以提高加热效率，同时加热稳定均匀，有利于合成生产大面积的石墨烯，同时在主加热单元的加热下，空腔体的外壳温度高于包含空间的温度，形成温度差，主加热单元停止加热时热量仍会向低温的于包含空间内辐射，基板可以在仅通过包含空间的周边温度加热下进行合成，可以减少资源消耗，并且通过该设置可以减少石墨烯合成后的冷却时间，可以提高生产效率，有利于大批量的石墨烯生产。
附图说明
图1为本发明结构剖视示意图。
图2为本发明实施例一中基板结构示意图。
图3为本发明实施例二中基板结构示意图。
其中：1-空腔体、2-基板、3-减压部件、4-供气单元、5-主加热单元、6-包含空间、7-辅助加热单元、8-第一辅助加热部件、9-第二辅助加热部件、10-加热空间、11-气体供应喷头、12-基层、13-金属层、14-光加热结构、15-感应加热结构、16-卤素灯、17-光源增强部件、18-线圈柱、19-感应线圈。
具体实施方式
为了使发明实现的技术手段、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例一
根据图1、2所示，本实施例提出一种生产石墨烯的装置，包括空腔体1、基板2、减压部件3、供气单元4和主加热单元5，所述空腔体1为正六面体，所述空腔体1内部形成一个包含空间6，所述包含空间6内部设有多组基板2，所述空腔体1两侧的下方设有减压部件3，所述减压部件3连通包含空间6，所述空腔体1两侧的上方设有供气单元4，所述供气单元4连通包含空间6，所述供气单元4用于供应含碳气体和气氛气体，所述包含空间6内部的左右两侧、包含空间6内部的上方以及包含空间6内部的底部设有主加热单元5，所述主加热单元5内侧的包含空间6内设有辅助加热单元7，所述辅助加热单元7设有多组，所述辅助加热单元7包括第一辅助加热部件8和第二辅助加热部件9，所述第一辅助加热部件8和第二辅助加热部件9呈水平设置，所述第一辅助加热部件8和第二辅助加热部件9之间形成加热空间10，所述基板2位于加热空间10内部。
所述供气单元4通过管道设有气体供应喷头11，所述气体供应喷头11位于辅助加热单元7开口处，所述气体供应喷头11等距设有多组，多组所述气体供应喷头11之间通过连接管连接，所述气体供应喷头11通向基板2。
所述基板2为单层结构，所述基板2由基层12构成。
所述基层12由Cu材料制成。
所述主加热单元5包括光加热结构14和感应加热结构15，所述光加热结构14和感应加热结构15交替设置，所述光加热结构14包括卤素灯16和光源增强部件17，所述卤素灯16等距设有多组，所述光源增强部件17沿着卤素灯16的发光方向设置在卤素灯16上，所述感应加热结构15包括线圈柱18和感应线圈19，所述感应线圈19呈螺旋状设置在线圈柱18上。
所述卤素灯16为可发散出近红外光的卤素灯16，所述光源增强部件17由高硅氧玻璃透明材料制成。
所述供气单元4供应的气氛气体为氢气，所述供气单元4供应的含碳气体为乙烷。
所述第一辅助加热部件8和第二辅助加热部件9均为石墨板。
一种石墨烯的生产方法，包括以下步骤：
步骤一：先将基板2放置在包含空间6内部，然后使用减压部件3将基板2放置在加热空间内部，并使用减压部件3将包含空间6中的气体抽出；
步骤二：通过供气单元4的气体供应喷头11将气氛气体分别注入包含空间6内部；
步骤三：上述步骤二中气氛气体注入之后，使用主加热单元5的卤素灯16发散光源对基板2进行加热，同时使用感应加热结构15的感应线圈19对基板2进行感应加热，然后再次通过供气单元4的气体供应喷头11将含碳气体注入包含空间6内部；
步骤四：主加热单元5的卤素灯16和感应线圈19对基板进行加热时，基板2温度升高，基板2温度升高后加热空间10温度随之升高，加热空间10的热量辐射至辅助加热单元7，然后依次对包含空间6内部的多组基板2进行升温加热，最终基板2表面合成出石墨烯。
实施例二
根据图1、3所示，本实施例提出一种生产石墨烯的装置，包括空腔体1、基板2、减压部件3、供气单元4和主加热单元5，所述空腔体1为正六面体，所述空腔体1内部形成一个包含空间6，所述包含空间6内部设有多组基板2，所述空腔体1两侧的下方设有减压部件3，所述减压部件3连通包含空间6，所述空腔体1两侧的上方设有供气单元4，所述供气单元4连通包含空间6，所述供气单元4用于供应含碳气体和气氛气体，所述包含空间6内部的左右两侧、包含空间6内部的上方以及包含空间6内部的底部设有主加热单元5，所述主加热单元5内侧的包含空间6内设有辅助加热单元7，所述辅助加热单元7设有多组，所述辅助加热单元7包括第一辅助加热部件8和第二辅助加热部件9，所述第一辅助加热部件8和第二辅助加热部件9呈水平设置，所述第一辅助加热部件8和第二辅助加热部件9之间形成加热空间10，所述基板2位于加热空间10内部。
所述供气单元4通过管道设有气体供应喷头11，所述气体供应喷头11位于辅助加热单元7开口处，所述气体供应喷头11等距设有多组，多组所述气体供应喷头11之间通过连接管连接，所述气体供应喷头11通向基板2。
所述基板2为双层结构，所述基板2由基层12和金属层13构成，且所述基层12位于金属层13下方。
所述基层12由Cu材料制成。
所述金属层13由金属材料Si制成。
所述主加热单元5包括光加热结构14和感应加热结构15，所述光加热结构14和感应加热结构15交替设置，所述光加热结构14包括卤素灯16和光源增强部件17，所述卤素灯16等距设有多组，所述光源增强部件17沿着卤素灯16的发光方向设置在卤素灯16上，所述感应加热结构15包括线圈柱18和感应线圈19，所述感应线圈19呈螺旋状设置在线圈柱18上。
所述卤素灯16为可发散出近红外光的卤素灯16，所述光源增强部件17由高硅氧玻璃透明材料制成。
所述供气单元4供应的气氛气体为氢气，所述供气单元4供应的含碳气体为乙烷。
所述第一辅助加热部件8和第二辅助加热部件9均为石墨板。
一种石墨烯的生产方法，包括以下步骤：
步骤一：先将基板2放置在包含空间6内部，然后使用减压部件3将基板2放置在加热空间内部，并使用减压部件3将包含空间6中的气体抽出；
步骤二：通过供气单元4的气体供应喷头11将气氛气体分别注入包含空间6内部；
步骤三：上述步骤二中气氛气体注入之后，使用主加热单元5的卤素灯16发散光源对基板2进行加热，同时使用感应加热结构15的感应线圈19对基板2进行感应加热，然后再次通过供气单元4的气体供应喷头11将含碳气体注入包含空间6内部；
步骤四：主加热单元5的卤素灯16和感应线圈19对基板进行加热时，基板2温度升高，基板2温度升高后加热空间10温度随之升高，加热空间10的热量辐射至辅助加热单元7，然后依次对包含空间6内部的多组基板2进行升温加热，最终基板2表面合成出石墨烯。
根据实施例一和实施例二可以得出，基板2结构为单层或者双层结构用于合成生产石墨烯均可以合成出大面积的石墨烯，同时合成速度快，适用于大批量的合成生产。
通过辅助加热单元7的第一辅助加热部件8和第二辅助加热部件9可以将主加热单元5散发的热能吸收，第一辅助加热部件8和第二辅助加热部件9的温度可以均匀升高为加热空间10内的基板2进行加热，石墨烯合成所需的温度可以在短时间内形成，通过主加热单元5的光加热结构14和感应加热结构15可以提高加热效率，同时加热稳定均匀，有利于合成生产大面积的石墨烯，同时在主加热单元5的加热下，空腔体1的外壳温度高于包含空间6的温度，形成温度差，主加热单元5停止加热时热量仍会向低温的于包含空间6内辐射，基板2可以在仅通过包含空间6的周边温度加热下进行合成，可以减少资源消耗，并且通过该设置可以减少石墨烯合成后的冷却时间，可以提高生产效率，有利于大批量的石墨烯生产。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种生产石墨烯的装置，其特征在于：包括空腔体（1）、基板（2）、减压部件（3）、供气单元（4）和主加热单元（5），所述空腔体（1）为正六面体，所述空腔体（1）内部形成一个包含空间（6），所述包含空间（6）内部设有多组基板（2），所述空腔体（1）两侧的下方设有减压部件（3），所述减压部件（3）连通包含空间（6），所述空腔体（1）两侧的上方设有供气单元（4），所述供气单元（4）连通包含空间（6），所述供气单元（4）用于供应含碳气体和气氛气体，所述包含空间（6）内部的左右两侧、包含空间6内部的上方以及包含空间6内部的底部设有主加热单元（5），所述主加热单元（5）内侧的包含空间（6）内设有辅助加热单元（7），所述辅助加热单元（7）设有多组，所述辅助加热单元（7）包括第一辅助加热部件（8）和第二辅助加热部件（9），所述第一辅助加热部件（8）和第二辅助加热部件（9）呈水平设置，所述第一辅助加热部件（8）和第二辅助加热部件（9）之间形成加热空间（10），所述基板（2）位于加热空间（10）内部。
2.根据权利要求1所述的一种生产石墨烯的装置，其特征在于：所述供气单元（4）通过管道设有气体供应喷头（11），所述气体供应喷头（11）位于辅助加热单元（7）开口处，所述气体供应喷头（11）等距设有多组，多组所述气体供应喷头（11）之间通过连接管连接，所述气体供应喷头（11）通向基板（2）。
3.根据权利要求1所述的一种生产石墨烯的装置，其特征在于：所述基板（2）为单层结构或双层结构中的一种，当所述基板（2）为单层结构时，所述基板（2）由基层（12）构成，所述基板（2）为双层结构时，所述基板（2）由基层（12）和金属层（13）构成，且所述基层（12）位于金属层（13）下方。
4.根据权利要求3所述的一种生产石墨烯的装置，其特征在于：所述基层（12）由Si、氮化镓、SiO2、Ni、Cu、W、氮化硅、氟化二氧化硅、氮化硼或MSQ中的一种材料制成。
5.根据权利要求3所述的一种生产石墨烯的装置，其特征在于：所述金属层（13）由金属材料Ni、Co、Fe、Pt、Au、Ag、Al、Cr、Mg、Mn、Mo、Rh、Si、Ta、Ti、V、Pd、Y、Zr或W中的一种或多种制成。
6.根据权利要求1所述的一种生产石墨烯的装置，其特征在于：所述主加热单元（5）包括光加热结构（14）和感应加热结构（15），所述光加热结构（14）和感应加热结构（15）交替设置，所述光加热结构（14）包括卤素灯（16）和光源增强部件（17），所述卤素灯（16）等距设有多组，所述光源增强部件（17）沿着卤素灯（16）的发光方向设置在卤素灯（16）上，所述感应加热结构（15）包括线圈柱（18）和感应线圈（19），所述感应线圈（19）呈螺旋状设置在线圈柱（18）上。
7.根据权利要求6所述的一种生产石墨烯的装置，其特征在于：所述卤素灯（16）为可发散出近红外光、中红外光或可见光中任意一种光源的卤素灯（16），所述光源增强部件（17）由石英或高硅氧玻璃中的任意一种透明材料制成。
8.根据权利要求1所述的一种生产石墨烯的装置，其特征在于：所述供气单元（4）供应的气氛气体为氢气或氩气中的一种，所述供气单元（4）供应的含碳气体为一氧化碳、二氧化碳、乙烷、丙烯、丁烷、丁二烯、戊烷、戊烯、环戊二烯、己烷、环己烷、苯或甲苯中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的一种生产石墨烯的装置，其特征在于：所述第一辅助加热部件（8）和第二辅助加热部件（9）均为金属加热板或石墨板中的一种。
10.一种石墨烯的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：先将基板（2）放置在包含空间（6）内部，然后使用减压部件（3）将基板（2）放置在加热空间内部，并使用减压部件（3）将包含空间（6）中的气体抽出；
步骤二：通过供气单元（4）的气体供应喷头（11）将气氛气体分别注入包含空间（6）内部；
步骤三：上述步骤二中气氛气体注入之后，使用主加热单元（5）的卤素灯（16）发散光源对基板（2）进行加热，同时使用感应加热结构（15）的感应线圈（19）对基板（2）进行感应加热，然后再次通过供气单元（4）的气体供应喷头（11）将含碳气体注入包含空间（6）内部；
步骤四：主加热单元（5）的卤素灯（16）和感应线圈（19）对基板进行加热时，基板（2）温度升高，基板（2）温度升高后加热空间（10）温度随之升高，加热空间（10）的热量辐射至辅助加热单元（7），然后依次对包含空间（6）内部的多组基板（2）进行升温加热，最终基板（2）表面合成出石墨烯。
CN202010787691.XA 2020-08-07 2020-08-07 一种生产石墨烯的装置及利用该装置生产石墨烯的方法 Pending CN111892042A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010787691.XA CN111892042A (zh) 2020-08-07 2020-08-07 一种生产石墨烯的装置及利用该装置生产石墨烯的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010787691.XA CN111892042A (zh) 2020-08-07 2020-08-07 一种生产石墨烯的装置及利用该装置生产石墨烯的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111892042A true CN111892042A (zh) 2020-11-06

Family

ID=73246008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010787691.XA Pending CN111892042A (zh) 2020-08-07 2020-08-07 一种生产石墨烯的装置及利用该装置生产石墨烯的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111892042A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130008854A (ko) * 2011-07-13 2013-01-23 삼성테크윈 주식회사 그래핀 합성 챔버 및 이를 이용한 그래핀 합성 방법
CN103459316A (zh) * 2011-01-31 2013-12-18 三星泰科威株式会社 用于制造石墨烯的方法和设备
CN104797525A (zh) * 2012-11-19 2015-07-22 三星泰科威株式会社 石墨烯合成装置
CN105246588A (zh) * 2013-01-28 2016-01-13 韩华泰科株式会社 石墨烯合成装置及利用该装置的石墨烯合成方法
CN107628608A (zh) * 2017-10-31 2018-01-26 成都格莱飞科技股份有限公司 一种改进的碳化硅外延法制备石墨烯的装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103459316A (zh) * 2011-01-31 2013-12-18 三星泰科威株式会社 用于制造石墨烯的方法和设备
KR20130008854A (ko) * 2011-07-13 2013-01-23 삼성테크윈 주식회사 그래핀 합성 챔버 및 이를 이용한 그래핀 합성 방법
CN104797525A (zh) * 2012-11-19 2015-07-22 三星泰科威株式会社 石墨烯合成装置
CN105246588A (zh) * 2013-01-28 2016-01-13 韩华泰科株式会社 石墨烯合成装置及利用该装置的石墨烯合成方法
CN107628608A (zh) * 2017-10-31 2018-01-26 成都格莱飞科技股份有限公司 一种改进的碳化硅外延法制备石墨烯的装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101828528B1 (ko) 그래핀의 제조 장치 및 제조 방법
KR100923304B1 (ko) 그라펜 시트 및 그의 제조방법
CN102849733B (zh) 双温区控制低温直接制备石墨烯的方法及双温区管式炉
CN104495814B (zh) 一种插层式制备石墨烯的方法
CN108342716A (zh) 等离子体增强化学气相沉积制备二维材料的系统及方法
WO2016149934A1 (zh) 石墨烯的生长方法
KR101313746B1 (ko) 탄소 나노튜브의 저온 대량합성 방법
CN104630738A (zh) 一种在高温、真空下连续生长薄膜的方法
EP2262726B1 (en) System and method for low-power nanotube growth using direct resistive heating
EP2716600A1 (en) Apparatus and method for producing oriented carbon nanotube aggregate
JPWO2011025000A1 (ja) 配向カーボンナノチューブの製造方法
CN111892042A (zh) 一种生产石墨烯的装置及利用该装置生产石墨烯的方法
CN109850908B (zh) 一种二氧化硅/石墨烯复合物的制备方法及产品
JP2006306704A (ja) 炭素膜の製造方法および炭素膜
WO2012002666A2 (en) Graphene manufacturing apparatus and method
KR101847559B1 (ko) 그래핀 합성 챔버 및 이를 이용한 그래핀 합성 방법
CN110408911B (zh) 一种大面积薄膜的可控制备装置及方法
CN103276444A (zh) 一种双加热气相外延生长系统
KR100334351B1 (ko) 저온 열 화학기상증착 장치 및 이를 이용한탄소나노튜브의 저온 합성 방법
KR20130107117A (ko) 그래핀 합성 장치
Ismail et al. Synthesis of large-area few-layer graphene by open-flame deposition
KR20100028895A (ko) 혼합 공급형 탄소나노튜브 형성장치
KR20090014757A (ko) 탄소나노튜브 합성 방법 및 장치
JP5085901B2 (ja) カーボンナノチューブの作製装置
KR101926497B1 (ko) 그래핀 합성 챔버

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20201106

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication