CN205368492U - 一种等离子体辅助感应加热法制备石墨烯的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种等离子体辅助感应加热法制备石墨烯的装置，涉及一种石墨烯的制备装置技术领域。该实用新型包括机架、微波源、耦合腔、真空室、感应线圈和工件架，微波源位于机架的上方，耦合腔设置在微波源的左侧，耦合腔的底端设置有真空室，真空室设置在机架上，真空室内设置有工件架，工件架的周围缠绕有感应线圈。本实用新型在化学气相沉积过程中，通过感应线圈加热工件，并使用微波产生等离子体，通过热能与离子轰击能量的共同作用，使反应气体产生化学反应，制备石墨烯材料。

Description

一种等离子体辅助感应加热法制备石墨烯的装置

技术领域

本实用新型涉及一种石墨烯的制备装置技术领域，特别是涉及一种等离子体辅助感应加热法制备石墨烯的装置。

背景技术

石墨烯(graphene)是一种单层原子厚的碳材料，每个碳原子之间以sp2混成与相邻的三个原子形成键结，并延伸成蜂窝状的二维结构。且石墨烯还以良好的载子迁移率(carriermobility)著称，因其具有优异的电学性能、化学稳定性、可弯折、良好的导热及高穿透率等性质，故石墨烯目前已被广泛应用于半导体、触控面板或太阳能电池等领域中。

然而，若欲将石墨烯作为导热材使用时，其制备时须特别注意石墨烯产物的组装及堆栈的情况，以达到较佳的导热效果。

实用新型内容

针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提供一种等离子体辅助感应加热法制备石墨烯的装置，使其在化学气相沉积过程中，通过感应线圈加热工件，并使用微波产生等离子体，通过热能与离子轰击能量的共同作用，使反应气体产生化学反应，制备石墨烯材料。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种等离子体辅助感应加热法制备石墨烯的装置，其中，包括机架、微波源、耦合腔、真空室、感应线圈和工件架，所述微波源位于所述机架的上方，所述耦合腔设置在所述微波源的左侧，所述耦合腔的底端设置有所述真空室，所述真空室设置在所述机架上，所述真空室内设置有工件架，所述工件架的周围缠绕有所述感应线圈。

优选的，还包括感应线圈电源和偏压电源，所述感应线圈电源设置在所述真空室的下方，所述感应线圈与所述感应线圈电源连接，所述偏压电源与所述工件架连接。

优选的，还包括抽气装置和抽气管道，所述抽气管道设置在所述真空室的下端，所述真空室通过所述抽气管道与所述抽气装置连接。

优选的，还包括进气口，所述进气口设置在所述真空室的上端侧面，所述真空室通过所述进气口与外部的真空系统的机械泵连接。

优选的，所述感应线圈电源和所述抽气装置均设置在所述机架内，所述感应线圈电源位于所述抽气装置的左侧。

优选的，所述微波源与所述机架之间通过长度可调节的伸缩杆固定连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型结构简单、易于制造、成本低廉；可不间断工作，提高了生产效率，降低了生产成本，具有极大的生产实践意义。

附图说明

图1是本实用新型的实施例结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图与实例对本实用新型作进一步详细说明，但所举实例不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，本实用新型的实施例包括机架10、微波源1、耦合腔2、真空室3、感应线圈5和工件架4，微波源1位于机架10的上方，用于发射微波，与机架10距离可调，耦合腔2设置在微波源1的左侧，用于进行波形转换，使真空室3内产生等离子体11，耦合腔2的底端设置有真空室3，真空室3设置在机架上板上，真空室3上板为石英结构，用于导入微波，真空室3内设置有工件架4，可加负偏压，工件架4的周围缠绕有感应线圈5，用于加热工件。

还包括感应线圈电源6和偏压电源，感应线圈电源6设置在真空室3的下方，感应线圈5与感应线圈电源6连接，偏压电源与工件架4连接。

还包括抽气装置8和抽气管道7，抽气管道7设置在真空室3的下端，真空室3通过抽气管道7与抽气装置8连接。

还包括进气口9，进气口9设置在真空室3的上端侧面，真空室3通过进气口9与外部的真空系统的机械泵连接。

感应线圈电源6和抽气装置8均设置在机架10内，感应线圈电源6位于抽气装置8的左侧。

微波源1与机架10之间通过长度可调节的伸缩杆固定连接。

本实施例的工作过程：启动真空系统的机械泵对真空室3进行抽气，真空室3达到本体真空之后，向真空室3充入工作气体Ar，到达一定真空度后，开启微波源1，微波通过耦合腔2进行波形转换，使真空室3内产生等离子体11。向设置在工件架4的工件施加负偏压，等离子体11中的Ar离子在电场作用下轰击工件，对工件进行等离子体11清洗，同时也对工件进行预热。清洗后，启动感应线圈电源6，产生交流电流，在工件附近产生交变磁场，使工件中产生出同频率的感应电流，使工件表面迅速加热，这时通入工作气体通过热能与离子轰击能量的共同作用，使反应气体产生化学反应，制备石墨烯材料，并通过工件上负偏压的吸引，使石墨烯沉积在工件表面。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种等离子体辅助感应加热法制备石墨烯的装置，其特征在于，包括机架、微波源、耦合腔、真空室、感应线圈和工件架，所述微波源位于所述机架的上方，所述耦合腔设置在所述微波源的左侧，所述耦合腔的底端设置有所述真空室，所述真空室设置在所述机架上，所述真空室内设置有工件架，所述工件架的周围缠绕有所述感应线圈。

2.如权利要求1所述的等离子体辅助感应加热法制备石墨烯的装置，其特征在于，还包括感应线圈电源和偏压电源，所述感应线圈电源设置在所述真空室的下方，所述感应线圈与所述感应线圈电源连接，所述偏压电源与所述工件架连接。

3.如权利要求2所述的等离子体辅助感应加热法制备石墨烯的装置，其特征在于，还包括抽气装置和抽气管道，所述抽气管道设置在所述真空室的下端，所述真空室通过所述抽气管道与所述抽气装置连接。

4.如权利要求3所述的等离子体辅助感应加热法制备石墨烯的装置，其特征在于，还包括进气口，所述进气口设置在所述真空室的上端侧面，所述真空室通过所述进气口与外部的真空系统的机械泵连接。

5.如权利要求4所述的等离子体辅助感应加热法制备石墨烯的装置，其特征在于，所述感应线圈电源和所述抽气装置均设置在所述机架内，所述感应线圈电源位于所述抽气装置的左侧。

6.如权利要求5所述的等离子体辅助感应加热法制备石墨烯的装置，其特征在于，所述微波源与所述机架之间通过长度可调节的伸缩杆固定连接。