CN216890115U - 一种石墨烯的cvd卷对卷高效生产制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石墨烯的CVD卷对卷高效生产制备装置，属于石墨烯卷对卷生产技术领域，包括左卷腔、中转腔和右卷腔，中转腔位于左卷腔和右卷腔之间，中转腔与左卷腔和右卷腔之间通过石英管分别设置有退火炉和生长炉，中转腔通过导气管道连接有真空泵，左卷腔和右卷腔中通过连接组件设置有对应不同铜箔卷筒使用的调节装置，且左卷腔和右卷腔中均充入有保护气体，本实用新型公开的一种利用真空泵使生长气流的移动方向与铜箔运行方向相反，避免废弃物堆积于已经完成的石墨烯表面，并通过调节装置和连接组件的配合使其适用不同尺寸的铜箔卷筒使用的制备装置。

Description

一种石墨烯的CVD卷对卷高效生产制备装置

技术领域

本实用新型涉及石墨烯卷对卷生产技术领域，尤其涉及一种石墨烯的CVD卷对卷高效生产制备装置。

背景技术

近几年来，发展了许多方法用来合成石墨烯，其中包括化学气象沉积法(CVD)，化学气相沉积是一种化工技术，该技术主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜的方法。

由于铜箔的容碳量和析晶度低，将铜箔用于石墨烯生长的研究广泛，在生长石墨烯前，为了提高石墨烯生长质量，通常需要对铜箔进行高温退火处理，而退火和生长为两个不同加工阶段，需要通入不同的反应气体，均经历着升温，恒温，降温的过程，消耗了大量的热能和气体资源，延长了制备石墨烯需要耗费的时间，石墨烯生产过程中铜箔移动方向与气流移动方向一致，使得生长产生的废弃物在已经生长完成的石墨烯上飘动堆积，对石墨烯造成污染，且现有的生产制备装置尺寸固定，使用范围小。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提出一种利用真空泵使生长气流的移动方向与铜箔运行方向相反，避免废弃物堆积于已经完成的石墨烯表面，并通过调节装置和连接组件的配合使其适用不同尺寸的铜箔卷筒使用的制备装置。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种石墨烯的CVD卷对卷高效生产制备装置，包括左卷腔、中转腔和右卷腔，所述中转腔位于左卷腔和右卷腔之间，所述中转腔与左卷腔和右卷腔之间通过石英管分别设置有退火炉和生长炉，所述中转腔通过导气管道连接有真空泵；

所述左卷腔和右卷腔中通过连接组件设置有对应不同铜箔卷筒使用的调节装置，且左卷腔和右卷腔中均充入有保护气体，铜箔生产制备过程中利用双石英管与退火炉和生长炉同时的加热作用，避免了退火完成后进行降温，降温处理完又升温的现象，从而节省了大量时间和能源；通过中转腔配合真空泵的使用，使已经生长的铜箔运行方向与退火气流方向相反，保证了石墨烯免受废弃物的污染，也避免了过量C源作用的出现多层生长；通过连接组件和调节装置的配合下，使其能够针对不同尺寸的铜箔卷筒使用，适用范围广，符合生产加工的要求。

本实用新型优选地技术方案在于，所述连接组件包括通过转轴与左卷腔转动连接的连接板，所述连接板远离转轴一侧通过螺钉固定连接有固定板，避免调节装置与铜箔卷筒转动方向不一致，造成干扰。

本实用新型优选地技术方案在于，调节装置包括通过连接件连接的两组转动方向相反的丝杆，左侧所述丝杆的左端与固定板转动连接，两组所述丝杆的外壁螺接有滑块，所述滑块两侧通过调节杆转动连接有固定座，所述固定座一侧通过滑杆与固定板上的滑槽滑动连接，实现对上下两组固定座之间的距离进行调节，使其适用于不同尺寸的铜箔卷筒使用，适用范围广。

本实用新型优选地技术方案在于，所述固定座为与铜箔卷筒内壁紧密贴合的弧形状，且位于铜箔卷筒内壁的上下两侧，所述调节杆的两端分别与滑块和固定座的两侧转动连接，保证对放卷辊和收卷辊调节的稳定，可针对不同尺寸的铜箔卷筒使用。

本实用新型优选地技术方案在于，所述铜箔从左卷腔传输至右卷腔的过程中每进入一道工序前，都需经过散热风扇的处理，所述铜箔经过生长炉的生长后进入等离子发射装置，而生长所用气体为等离子装置作用后在炉内已经裂解的气体，散热风扇可降低铜箔表面的温度，使其快速降温，等离子发射装置用于降低气体裂解所需温度从而降低生长温度。

本实用新型优选地技术方案在于，右侧所述丝杆的右端通过安装板安装有调节螺丝，通过调节螺丝控制丝杆转动。

本实用新型优选地技术方案在于，所述左卷腔和右卷腔中通入的保护气体向相互靠近一侧方向移动，避免了生长过程中产生的废弃杂质残留于铜箔上，影响最终生长的质量。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型在铜箔生产制备过程中利用双石英管与退火炉和生长炉同时的加热作用，避免了退火完成后进行降温，降温处理完又升温的现象，从而节省了大量时间；通过中转腔配合真空泵的使用，使已经生长的铜箔运行方向与退火气流方向相反，保证了石墨烯免受废弃物的污染，也避免了过量C源作用的出现多层生长；通过连接组件和调节装置的配合下，使其能够针对不同尺寸的铜箔卷筒使用，适用范围广，符合生产加工的要求。

本实用新型提供的一种利用真空泵使生长气流的移动方向与铜箔运行方向相反，避免废弃物堆积于已经完成的石墨烯表面，并通过调节装置和连接组件的配合使其适用不同尺寸的铜箔卷筒使用的制备装置。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中提供的生产制备线结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式中提供的调节装置结构示意图；

图3是本实用新型具体实施方式中提供的丝杆结构示意图；

图4是本实用新型具体实施方式中提供的丝杆纠偏过程示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

100、左卷腔；101、中转腔；102、右卷腔；103、退火炉；104、生长炉；105、石英管；106、散热风扇；107、导气管道；108、真空泵；109、等离子发射装置；1、连接组件；11、转轴；12、连接板；13、螺钉；14、固定板；15、滑槽；2、调节装置；21、连接件；22、丝杆；23、滑块；24、固定座；25、调节杆；26、安装板；27、调节螺丝；28、滑杆；3、铜箔。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

一种石墨烯的CVD卷对卷高效生产制备装置，包括左卷腔100、中转腔101和右卷腔102，所述中转腔101位于左卷腔100和右卷腔102之间，所述中转腔101与左卷腔100和右卷腔102之间通过石英管105分别设置有退火炉103和生长炉104，所述中转腔101通过导气管道107连接有真空泵108；

所述左卷腔100和右卷腔102中通过连接组件1设置有对应不同铜箔3卷筒使用的调节装置2，且左卷腔100和右卷腔102中均充入有保护气体，工作时，同时开启退火炉103和生长炉104，退火时，左卷腔100中释放保护气体对铜箔3进入退火炉103进行保护，铜箔3表面残留的废弃杂质在铜箔3经过中转腔101时，在真空泵108的作用下进入导气管道107被吸走，防止废弃杂质残留于铜箔3上，对后续生长的铜箔3造成污染，退火完成后的铜箔3进入已经加热好的生长炉104中，右卷腔102中的保护气体在真空泵108的作用下沿着与退火气流相反的方向移动，最终被真空泵108吸走，从而使生长完成的铜箔3收卷于右卷腔102中的铜箔3卷筒上，避免了生长过程中产生的废弃杂质残留于铜箔3上，影响最终生长的质量，保证了已经生长完成的铜箔3不会在甲烷分解的C的作用下出现过生长状态，保证了单层率，且铜箔3生产制备过程中利用双石英管105与退火炉103和生长炉104同时的加热作用，避免了退火完成后进行降温，降温处理完又升温的现象，从而节省了大量时间；通过中转腔101配合真空泵108的使用，使已经生长的铜箔3运行方向与退火气流方向相反，保证了石墨烯免受废弃物的污染，也避免了过量C源作用的出现多层生长；通过连接组件1和调节装置2的配合下，使其能够针对不同尺寸的铜箔3卷筒使用，适用范围广，符合生产加工的要求。

作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，连接组件1包括通过转轴11与左卷腔100转动连接的连接板12，所述连接板12远离转轴11一侧通过螺钉13固定连接有固定板14，通过固定板14与连接板12之间的固定连接关系，使得转轴11转动的同时带动调节装置2随铜箔3的卷筒转动，避免调节装置2与铜箔3卷筒转动方向不一致，造成干扰。

作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，调节装置2包括通过连接件21连接的两组转动方向相反的丝杆22，左侧所述丝杆22的左端与固定板14转动连接，两组所述丝杆22的外壁螺接有滑块23，所述滑块23两侧通过调节杆25转动连接有固定座24，所述固定座24一侧通过滑杆28与固定板14上的滑槽15滑动连接，从而实现对上下两组固定座24之间的距离进行调节，使其适用于不同尺寸的铜箔3卷筒使用，适用范围广。

作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，所述固定座24为与铜箔3卷筒内壁紧密贴合的弧形状，且位于铜箔3卷筒内壁的上下两侧，所述调节杆25的两端分别与滑块23和固定座24的两侧转动连接，增大固定座24与铜箔3卷筒内壁的接触面积，保证对铜箔3卷筒调节的稳定，可针对不同尺寸的铜箔3卷筒使用。

作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，所述铜箔3从左卷腔100传输至右卷腔102的过程中每进入一道工序前，都需经过散热风扇106的处理，所述铜箔3经过生长炉104的生长后进入等离子发射装置109，散热风扇106可降低铜箔3表面的温度，使其快速降温，等离子发射装置109用于降低生长温度。

作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，右侧所述丝杆22的右端通过安装板26安装有调节螺丝27，通过调节螺丝27控制丝杆22转动，从而控制上下两组固定座24的位置，以适应不同尺寸的铜箔3卷筒使用。

作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，所述左卷腔100和右卷腔102中通入的保护气体向相互靠近一侧方向移动，避免了生长过程中产生的废弃杂质残留于铜箔3上，影响最终生长的质量。

本实用新型是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.一种石墨烯的CVD卷对卷高效生产制备装置，其特征在于：包括左卷腔(100)、中转腔(101)和右卷腔(102)，所述中转腔(101)位于左卷腔(100)和右卷腔(102)之间，所述中转腔(101)与左卷腔(100)和右卷腔(102)之间通过石英管(105)分别设置有退火炉(103)和生长炉(104)，所述中转腔(101)通过导气管道(107)连接有真空泵(108)；

所述左卷腔(100)和右卷腔(102)中通过连接组件(1)设置有对应不同铜箔(3)卷筒使用的调节装置(2)，且左卷腔(100)和右卷腔(102)中均充入有保护气体。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯的CVD卷对卷高效生产制备装置，其特征在于：

所述连接组件(1)包括通过转轴(11)与左卷腔(100)转动连接的连接板(12)，所述连接板(12)远离转轴(11)一侧通过螺钉(13)固定连接有固定板(14)。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯的CVD卷对卷高效生产制备装置，其特征在于：

所述调节装置(2)包括通过连接件(21)连接的两组转动方向相反的丝杆(22)，左侧所述丝杆(22)的左端与固定板(14)转动连接，两组所述丝杆(22)的外壁螺接有滑块(23)，所述滑块(23)两侧通过调节杆(25)转动连接有固定座(24)，所述固定座(24)一侧通过滑杆(28)与固定板(14)上的滑槽(15)滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一种石墨烯的CVD卷对卷高效生产制备装置，其特征在于：

所述固定座(24)为与铜箔(3)卷筒内壁紧密贴合的弧形状，且位于铜箔(3)卷筒内壁的上下两侧，所述调节杆(25)的两端分别与滑块(23)和固定座(24)的两侧转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种石墨烯的CVD卷对卷高效生产制备装置，其特征在于：

所述铜箔(3)从左卷腔(100)传输至右卷腔(102)的过程中每进入一道工序前，都需经过散热风扇(106)的处理，所述铜箔(3)经过生长炉(104)的生长后进入等离子发射装置(109)。

6.根据权利要求3所述的一种石墨烯的CVD卷对卷高效生产制备装置，其特征在于：

右侧所述丝杆(22)的右端通过安装板(26)安装有调节螺丝(27)，通过调节螺丝(27)控制丝杆(22)转动。

7.根据权利要求1所述的一种石墨烯的CVD卷对卷高效生产制备装置，其特征在于：

所述左卷腔(100)和右卷腔(102)中通入的保护气体向相互靠近一侧方向移动。

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