CN116024543A - 一种石墨烯导电薄膜制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石墨烯导电薄膜加工，更具体的说是一种石墨烯导电薄膜制备工艺，包括以下步骤：步骤一：取片状铜箔通过石墨烯导电薄膜制备装置水平运输；步骤二：铜箔上待加工位置到达加工点停止水平运输；步骤三：通过冲压的方式使铜箔上形成凹凸面，随后对铜箔进行清洗；步骤四：采用金属基底化学气相沉积法制备铜基的石墨烯导电薄膜。目的是使基材能够贴附在异性结构上。
Description
技术领域
本发明涉及石墨烯导电薄膜加工，更具体的说是一种石墨烯导电薄膜制备工艺。
背景技术
铜基的复合材料导电性往往会降低，而石墨烯是一种单原子层的二维纳米材料，是室温条件下优异的导电材料，被认为是理想的铜基复合材料增强体。常见的加工方式是金属基底化学气相沉积法，包括通过CVD系统以可控的方式输送气相反应物，提供密封的反应室，气体的排出和反应压力的控制，为化学反应提供能源，最后对废气进行处理，最后实现沉积；其过程为将反应气体输送到反应器中，直接扩散通过边界层和吸附到铜基上；或通过气相反应形成中间反应物和副产物，并通过扩散和吸附沉积在基材上。在形成薄膜或涂层之前，表面扩散和异质反应发生在基材表面上。最后，副产物和未反应的物质从表面解吸，并作为废气被迫从反应器中排出。其基材往往为单一的延伸结构，不适合附着在异形结构上。
发明内容
本发明提供一种石墨烯导电薄膜制备工艺，目的是使基材能够贴附在异性结构上。
上述目的通过以下技术方案来实现：
一种石墨烯导电薄膜制备工艺，包括以下步骤：
步骤一：取片状铜箔通过石墨烯导电薄膜制备装置水平运输；
步骤二：铜箔上待加工位置到达加工点停止水平运输；
步骤三：通过冲压的方式使铜箔上形成凹凸面，随后对铜箔进行清洗；
步骤四：采用金属基底化学气相沉积法制备铜基的石墨烯导电薄膜。
所述步骤一中，片状铜箔通过成卷铜箔延展后进行切割获得。
所述步骤三中，所述冲压时铜箔底部具有模具。
所述石墨烯导电薄膜制备装置包括带式运输机，设置在带式运输机上方的冲压机构。
所述带式运输机包括支撑架Ⅰ,四个水平线性分布且均转动连接在支撑架Ⅰ的辊子Ⅰ，以及两个一上一下分布均转动连接在支撑架Ⅰ上的辊子Ⅱ，两个辊子Ⅱ位于四个辊子Ⅰ之间，且辊子Ⅱ低于辊子Ⅰ，辊子Ⅰ和辊子Ⅱ二者的前后两侧均套设有输送带，两个输送带之间具有间距，输送带上端的左右两侧为水平端面，输送带上端的中心位于两个辊子Ⅱ之间用于形成放置槽，辊子Ⅰ和辊子Ⅱ通过电机Ⅰ驱动实现转动。
所述冲压机构包括位于所述放置槽内的下模具，以及设置在下模具上方的上模具，以及驱动下模具升降的升降机构Ⅰ，以及驱动下模具升降的升降机构Ⅱ。
所述所述石墨烯导电薄膜制备装置还包括辊子机构；
其中，所述辊子机构包括基座Ⅰ，转动连接在基座Ⅰ上的丝杠Ⅲ，固接在基座Ⅰ上的圆钢，螺旋传动在丝杠Ⅲ上且滑动连接在圆钢上的基座Ⅱ，基座Ⅱ上滑动连接有两个支撑杆，支撑杆的自由端固接有限位部，支撑杆上滑动连接有电机座，支撑杆上套设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端分别与电机座和基座Ⅱ接触，电机座上固接有电机Ⅱ，所述电机Ⅱ的输出轴上固接有摩擦轮，还包括转动连接在支撑架Ⅰ上的轴，固接在轴上且位于两个输送带之间的辊子Ⅲ，固接在轴一端的摩擦传动件，所述摩擦传动件为锥台形，摩擦传动件与摩擦轮摩擦传动；
所述辊子机构一左一右设有两个，位于左侧的辊子Ⅲ顺时针转动，位于右侧的辊子Ⅲ逆时针转动，两个辊子Ⅲ分别位于放置槽的左右两侧。
所述升降机构Ⅰ包括支撑架Ⅱ，支撑架Ⅱ的前后两端各转动连接一个丝杠Ⅰ，两个丝杠Ⅰ的底部通过带轮皮带组件同步传动，其中一个丝杠Ⅰ通过电机Ⅲ驱动实现转动，调节座的前后两端螺旋传动在两个丝杠Ⅰ上；所述升降机构Ⅱ包括两个分别转动连接在支撑架Ⅱ上的丝杠Ⅱ，两个丝杠Ⅱ的底部通过带轮皮带组件Ⅱ实现同步传动，其中一个丝杠Ⅱ同构电机Ⅳ驱动实现转动。
通过位置传感器检测到下模具上端面高于输送带的上端面时启动电机Ⅱ。
附图说明
图1为一种石墨烯导电薄膜制备工艺流程图一；
图2为石墨烯导电薄膜制备工艺流程图二；
图3为石墨烯导电薄膜制备装置整体结构示意图；
图4为图3的局部结构示意图；
图5为带式运输机的结构示意图；
图6为冲压机构的结构示意图；
图7和8为冲压机构的部分结构示意图；
图9为基座Ⅰ、丝杠Ⅲ、基座Ⅱ、支撑杆和摩擦轮的结构示意图。
具体实施方式
一种石墨烯导电薄膜制备工艺，包括以下步骤：
参考图1和图2，步骤一：取成卷的铜箔展开延伸至水平，通过切割获得片状铜箔；将片状铜箔通过石墨烯导电薄膜制备装置水平运输；
其中，石墨烯导电薄膜制备装置包括带式运输机，参考图3和5，所述带式运输机包括所述带式运输机包括支撑架Ⅰ11,四个水平线性分布且均转动连接在支撑架Ⅰ11的辊子Ⅰ12，辊子Ⅰ12的前端可以两两相邻的通过带轮皮带组件实现同步传动，还包括两个一上一下分布且均转动连接在支撑架Ⅰ11上的辊子Ⅱ13，位于上方的辊子Ⅱ13的转动方向与辊子Ⅰ12的转动方向相反，两个辊子Ⅱ13位于四个辊子Ⅰ12之间，且辊子Ⅱ13低于辊子Ⅰ12，辊子Ⅰ12和辊子Ⅱ13二者的前后两侧均套设有输送带15，输送带15顺时针转动，输送带15上端的左右两侧为水平端面，输送带15上端的中心位于两个辊子Ⅱ13之间用于形成放置槽，辊子Ⅰ12通过电机Ⅰ驱动实现转动，电机Ⅰ的输出轴可以直接与其中一个辊子Ⅰ12固接，电机Ⅰ安装在支撑架Ⅰ11上；
其中输送带15用于输送片状铜箔，放置槽的位置为加工点。
步骤二：铜箔上待加工位置到达加工点停止输送带15转动，用于停止水平运输；
步骤三：其中，参考图6，所述冲压机构包括位于所述放置槽内的下模具33，以及设置在下模具33正上方的上模具41，以及驱动下模具33升降的升降机构Ⅰ，以及驱动下模具33升降的升降机构Ⅱ，当下模具33升高且高于输送带15时，上模具41下降且下压铜箔贴合下模具33时完成冲压成型；
其中，所述升降机构Ⅰ包括支撑架Ⅱ14，支撑架Ⅱ14的前后两端各转动连接一个垂直的丝杠Ⅰ31，两个丝杠Ⅰ31的螺旋旋向相同，两个丝杠Ⅰ31的底部通过带轮皮带组件34同步传动，其中一个丝杠Ⅰ31的顶部与电机Ⅲ的输出轴固接，电机Ⅲ固接在支撑架Ⅱ14上，调节座32的前后两端螺旋传动在两个丝杠Ⅰ31上；所述升降机构Ⅱ包括两个分别转动连接在支撑架Ⅱ14上的垂直的丝杠Ⅱ42，两个丝杠Ⅱ42的螺旋旋向相同，两个丝杠Ⅱ42的底部通过带轮皮带组件Ⅱ43实现同步传动，其中一个丝杠Ⅱ42与电机Ⅳ的输出轴固接，电机Ⅳ固接在支撑架Ⅱ14上，上模具41的前后两端螺旋传动在两个丝杠Ⅱ42上，丝杠Ⅰ31转动用于带动调节座32升降，丝杠Ⅱ42转动用于带动上模具41升降。
步骤四：采用金属基底化学气相沉积法制备异形的铜基石墨烯导电薄膜。
所述所述石墨烯导电薄膜制备装置还包括辊子机构；
其中，参考图9，所述辊子机构包括基座Ⅰ51，转动连接在基座Ⅰ51上的丝杠Ⅲ52，固接在基座Ⅰ51上的圆钢，螺旋传动在丝杠Ⅲ52上且滑动连接在圆钢上的基座Ⅱ53，基座Ⅱ53上滑动连接有两个支撑杆54，支撑杆54的自由端固接有限位部，丝杠Ⅲ52与电动机的输出轴固接实现转动，所述电动机固接在基座Ⅰ51的后端，支撑杆54上滑动连接有电机座，支撑杆54上套设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端分别与电机座和基座Ⅱ53接触，电机座上固接有电机Ⅱ，所述电机Ⅱ的输出轴上固接有摩擦轮55，还包括转动连接在支撑架Ⅰ11上的轴21，固接在轴21上且位于两个输送带15之间的辊子Ⅲ22，固接在轴21一端的摩擦传动件23，所述摩擦传动件23为锥台形，摩擦传动件23与摩擦轮55摩擦传动；摩擦传动件23的轴线前后延伸，利用丝杠Ⅲ52的转动带动摩擦轮55前后移动以调节摩擦传动件23的转速，目的是改变辊子Ⅲ22的转速，根据铜箔形变时收缩速度来改变转速，收缩速度增加，提高辊子Ⅲ22的转速，收缩速度减少降低辊子Ⅲ22的转速；可以通过位置传感器检测到下模具33上端面高于输送带15的上端面时启动电机Ⅱ，通过速度传感器检测上模具41和下模具33的运动速度或铜箔收缩速度来控制摩擦传动件23和摩擦轮55的相对位置；
所述辊子机构一左一右设有两个，图3中仅视出左侧的辊子机构，位于左侧的辊子Ⅲ22顺时针转动，位于右侧的辊子Ⅲ22逆时针转动，两个辊子Ⅲ22分别位于放置槽的左右两侧；当铜箔产生形变时，铜箔的左右两侧向加工点处收缩，利用位于左侧的辊子Ⅲ22顺时针转动，位于右侧的辊子Ⅲ22逆时针转动来带动同步的左右两侧向中部运动，实现适应性运送。
Claims (10)
1.一种石墨烯导电薄膜制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：取片状铜箔通过石墨烯导电薄膜制备装置水平运输；
步骤二：铜箔上待加工位置到达加工点停止水平运输；
步骤三：通过冲压的方式使铜箔上形成凹凸面；
步骤四：采用金属基底化学气相沉积法制备铜基的石墨烯导电薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯导电薄膜制备工艺，所述步骤一中，片状铜箔通过成卷铜箔延展后进行切割获得。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯导电薄膜制备工艺，所述步骤三中，所述冲压时铜箔底部具有模具。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯导电薄膜制备工艺，所述石墨烯导电薄膜制备装置包括带式运输机，设置在带式运输机上方的冲压机构。
5.根据权利要求4所述的一种石墨烯导电薄膜制备工艺，所述带式运输机包括支撑架Ⅰ(11),四个水平线性分布且均转动连接在支撑架Ⅰ(11)的辊子Ⅰ(12)，以及两个一上一下分布均转动连接在支撑架Ⅰ(11)上的辊子Ⅱ(13)，两个辊子Ⅱ(13)位于四个辊子Ⅰ(12)之间，且辊子Ⅱ(13)低于辊子Ⅰ(12)，辊子Ⅰ(12)和辊子Ⅱ(13)二者的前后两侧均套设有输送带(15)，两个输送带(15)之间具有间距，输送带(15)上端的左右两侧为水平端面，输送带(15)上端的中心位于两个辊子Ⅱ(13)之间用于形成放置槽，辊子Ⅰ(12)和辊子Ⅱ(13)通过电机Ⅰ驱动实现转动。
6.根据权利要求5所述的一种石墨烯导电薄膜制备工艺，所述冲压机构包括位于所述放置槽内的下模具(33)，以及设置在下模具(33)上方的上模具(41)，以及驱动下模具(33)升降的升降机构Ⅰ，以及驱动下模具(33)升降的升降机构Ⅱ。
7.根据权利要求6所述的一种石墨烯导电薄膜制备工艺，所述所述石墨烯导电薄膜制备装置还包括辊子机构；
其中，所述辊子机构包括基座Ⅰ(51)，转动连接在基座Ⅰ(51)上的丝杠Ⅲ(52)，固接在基座Ⅰ(51)上的圆钢，螺旋传动在丝杠Ⅲ(52)上且滑动连接在圆钢上的基座Ⅱ(53)，基座Ⅱ(53)上滑动连接有两个支撑杆(54)，支撑杆(54)的自由端固接有限位部，支撑杆(54)上滑动连接有电机座，支撑杆(54)上套设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端分别与电机座和基座Ⅱ(53)接触，电机座上固接有电机Ⅱ，所述电机Ⅱ的输出轴上固接有摩擦轮(55)，还包括转动连接在支撑架Ⅰ(11)上的轴(21)，固接在轴(21)上且位于两个输送带(15)之间的辊子Ⅲ(22)，固接在轴(21)一端的摩擦传动件(23)，所述摩擦传动件(23)为锥台形，摩擦传动件(23)与摩擦轮(55)摩擦传动；
所述辊子机构一左一右设有两个，位于左侧的辊子Ⅲ(22)顺时针转动，位于右侧的辊子Ⅲ(22)逆时针转动，两个辊子Ⅲ(22)分别位于放置槽的左右两侧。
8.根据权利要求6所述的一种石墨烯导电薄膜制备工艺，所述升降机构Ⅰ包括支撑架Ⅱ(14)，支撑架Ⅱ(14)的前后两端各转动连接一个丝杠Ⅰ(31)，两个丝杠Ⅰ(31)的底部通过带轮皮带组件(34)同步传动，其中一个丝杠Ⅰ(31)通过电机Ⅲ驱动实现转动，调节座(32)的前后两端螺旋传动在两个丝杠Ⅰ(31)上；所述升降机构Ⅱ包括两个分别转动连接在支撑架Ⅱ(14)上的丝杠Ⅱ(42)，两个丝杠Ⅱ(42)的底部通过带轮皮带组件Ⅱ(43)实现同步传动，其中一个丝杠Ⅱ(42)同构电机Ⅳ驱动实现转动。
9.根据权利要求7所述的一种石墨烯导电薄膜制备工艺，通过位置传感器检测到下模具(33)上端面高于输送带(15)的上端面时启动电机Ⅱ。
10.根据权利要求1所述的一种石墨烯导电薄膜制备工艺，所述步骤三完成后对铜箔进行清洗。
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