CN113457761A - 一种以石墨烯作为导热材料带温度控制的样品台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以石墨烯作为导热材料带温度控制的样品台，包括：样品放置台、与所述样品放置台相抵触设置的石墨烯加热结构、与所述石墨烯加热结构相抵触设置的散热结构及用于包裹所述散热结构的保护罩；所述石墨烯加热结构包括第一石墨烯件、与所述第一石墨烯件相贴设置的第二石墨烯件以及设置于所述第一石墨烯件与二石墨烯件之间的薄型电热丝。根据本发明，能够同时满足加热和散热的需求，而且能够达到更宽泛的温度控制区间。
Description
技术领域
本发明涉及金刚石的技术领域，特别涉及一种以石墨烯作为导热材料带温度控制的样品台。
背景技术
金刚石薄膜以其优越的性能成为21世纪的新型功能材料。从20世纪80年代初开始，一直受到世界各国的广泛重视，因为金刚石膜具有一系列优异性能十分接近自然界中金刚石，具有最高硬度，高的弹性模量，极低的摩擦系数，极高的热导率，高的室温电阻率，极佳的绝缘性能，又有很高的电子和空穴转移率，并且在较宽的光波段范围内透明，具有较高的禁带宽度，成为新一代的功能半导体材料；同时它还具有极好的耐酸碱，抗腐蚀性是很好的耐蚀材料。作为电极材料它不同于普通的金属电极，因为它表面的共价结构、很宽的带隙和掺杂等，性能大大优于传统的玻璃碳、热解石墨及其他形式的电极；金刚石膜电极有很宽的势窗、很小的背景电流、很高的化学和电化学稳定性、没有有机物和生物化合物的吸附、其电化学响应在很长的时间内保持稳定、耐腐蚀等，可用于对有毒有机化合物的电化学处理，高灵敏度有害化合物的探测及分析，特别是微电极可用于生物细胞组织中核酸及微量成分的测量和监控。金刚石与水介质问有效势垒高达3V(激活碳是1V)，可用来制备高电容比的电容器。另外，由于微型金刚石电极的稳定性，仅有小的电容漏电流和欧姆电阻变化，因而可在微秒时间尺度内，经由电压测量来研究快速动态过程。这些集力学、电学、热学、声学、光学、耐腐蚀等各种优异性能于一体的薄膜材料在未来全球应用领域中显示出强大的生命力。现有的金刚石的样品台只能实现单一的加热或者散热功能，不能同时很好具备加热和散热功能。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种以石墨烯作为导热材料带温度控制的样品台，能够同时满足加热和散热的需求，而且能够达到更宽泛的温度控制区间。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种以石墨烯作为导热材料带温度控制的样品台，包括：
样品放置台、与所述样品放置台相抵触设置的石墨烯加热结构、与所述石墨烯加热结构相抵触设置的散热结构及用于包裹所述散热结构的保护罩；
所述石墨烯加热结构包括第一石墨烯件、与所述第一石墨烯件相贴设置的第二石墨烯件以及设置于所述第一石墨烯件与二石墨烯件之间的薄型电热丝。
优选的，所述散热结构包括与所述石墨烯加热结构相抵触的散热台及设置于所述散热台远离石墨烯加热结构一端面上的散热管道。
优选的，所述散热台的外周一圈设置有固定槽，所述固定槽内嵌合有保护罩，且散热台靠近散热管道的一端面上开设有水管槽，所述水管槽设置有散热管道。
优选的，所述水管槽的端面为圆形状，且所述散热管道沿所述水管槽的端面呈环形排列。
优选的，所述第一石墨烯件与第二石墨烯件的中间部位分别开设有第一通孔，所述第一石墨烯件与第二石墨烯件的第一通孔相对应设置。
优选的，所述散热台的中间部位开设有一第二通孔，所述第二通孔与第一通孔相对应设置形成一通道。
优选的，所述散热台与散热管道的材质均为无氧铜。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：通过石墨烯加热结构与散热结构可以对样品放置台同时进行加热和散热的操作，而且可以达到更宽泛的温度控制区间，能同时满足加热和散热的需求。
附图说明
图1为根据本发明的以石墨烯作为导热材料带温度控制的样品台的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，一种以石墨烯作为导热材料带温度控制的样品台，包括：样品放置台1、与所述样品放置台1相抵触设置的石墨烯加热结构2、与所述石墨烯加热结构2相抵触设置的散热结构3及用于包裹所述散热结构3的保护罩4；所述石墨烯加热结构2包括第一石墨烯件、与所述第一石墨烯件相贴设置的第二石墨烯件以及设置于所述第一石墨烯件与二石墨烯件之间的薄型电热丝，当样品放置于样品放置台1上后，可通过石墨烯加热结构2与散热结构3进行同时加热和散热的功能，使得在样品放置台1上的样品稳定的保持在所需的温度中，而且在工作开始时，散热结构3停止散热，通过石墨烯加热结构2预热到工作温度，接着石墨烯加热结构2的工作功率达到一定值此时石墨烯加热结构2与散热结构3同时工作达到所需的温度，使得该工作台可以调整更宽泛的温度控制区间。
进一步的，所述散热结构3包括与所述石墨烯加热结构2相抵触的散热台31及设置于所述散热台31远离石墨烯加热结构2一端面上的散热管道32，所述散热台31的外周一圈设置有固定槽，所述固定槽内嵌合有保护罩4，且散热台31靠近散热管道32的一端面上开设有水管槽，所述水管槽设置有散热管道32，通过在散热管道32中通入水进行散热，既环保又方便高效。
进一步的，所述水管槽的端面为圆形状，且所述散热管道32沿所述水管槽的端面呈环形排列，使得散热管道32与石墨烯加热结构2接触面积更大，散热的更加灵敏和快捷。
进一步的，所述第一石墨烯件与第二石墨烯件的中间部位分别开设有第一通孔，所述第一石墨烯件与第二石墨烯件的第一通孔相对应设置，所述散热台31的中间部位开设有一第二通孔，所述第二通孔与第一通孔相对应设置形成一通道。
进一步的，所述散热台31与散热管道32的材质均为无氧铜。
工作原理：当工作初期，散热水道内停止注水。利用石墨烯加热片预热到工作温度，利用石墨烯非常好的导热性，能同时满足加热和散热需求，进入原来操作流程，等离子启辉到某一功率值，根据需求调节散热水道的流量，将样品台的温度控制在某一点，随着输入功率的加大，减小加热器的功率，并提高散热水道的流量，始终将样品台的温度控制在某一点，当输入功率超过临界点时，关闭加热器，提高散热水道的流量，或者当发现样品台工作温度不够时，可打开加热器，降低散热效率。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的，对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (7)
1.一种以石墨烯作为导热材料带温度控制的样品台，其特征在于，包括：
样品放置台(1)、与所述样品放置台(1)相抵触设置的石墨烯加热结构(2)、与所述石墨烯加热结构(2)相抵触设置的散热结构(3)及用于包裹所述散热结构(3)的保护罩(4)；
所述石墨烯加热结构(2)包括第一石墨烯件、与所述第一石墨烯件相贴设置的第二石墨烯件以及设置于所述第一石墨烯件与二石墨烯件之间的薄型电热丝。
2.如权利要求1所述的一种以石墨烯作为导热材料带温度控制的样品台，其特征在于，所述散热结构(3)包括与所述石墨烯加热结构(2)相抵触的散热台(31)及设置于所述散热台(31)远离石墨烯加热结构(2)一端面上的散热管道(32)。
3.如权利要求2所述的一种以石墨烯作为导热材料带温度控制的样品台，其特征在于，所述散热台(31)的外周一圈设置有固定槽，所述固定槽内嵌合有保护罩(4)，且散热台(31)靠近散热管道(32)的一端面上开设有水管槽，所述水管槽设置有散热管道(32)。
4.如权利要求3所述的一种以石墨烯作为导热材料带温度控制的样品台，其特征在于，所述水管槽的端面为圆形状，且所述散热管道(32)沿所述水管槽的端面呈环形排列。
5.如权利要求1所述的一种以石墨烯作为导热材料带温度控制的样品台，其特征在于，所述第一石墨烯件与第二石墨烯件的中间部位分别开设有第一通孔，所述第一石墨烯件与第二石墨烯件的第一通孔相对应设置。
6.如权利要求2所述的一种以石墨烯作为导热材料带温度控制的样品台，其特征在于，所述散热台(31)的中间部位开设有一第二通孔，所述第二通孔与第一通孔相对应设置形成一通道。
7.如权利要求3所述的一种以石墨烯作为导热材料带温度控制的样品台，其特征在于，所述散热台(31)与散热管道(32)的材质均为无氧铜。
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