CN218841719U - 一种石墨烯反应炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石墨烯反应炉，属于石墨烯技术领域。该反应炉包括炉本体，炉本体内设有框架，框架被分隔板分隔成多个放置室，放置室内设有生长模块，生长模块内设有多个生长基底，且生长模块两端还设有允许气流通过的气流通道；框架靠近炉本体的排气口的一端设有多个挡板，挡板与框架铰接设置；放置室内未设置生长模块时，挡板阻挡气体前进，放置室内设置有生长模块时，生长模块将挡板顶起，使得气流能够经排气口排出。本实用新型通过设置生长模块，使得在两次生产之间的更短，从而变相的增加了生产效率；通过设置挡板，使得未生产的放置室不会对生产造成较大影响，使得最终产物更加均一。

Description

一种石墨烯反应炉

技术领域

本实用新型属于石墨烯技术领域，具体涉及一种石墨烯反应炉。

背景技术

CVD是指高温下的气相反应，采用CVD法制备石墨烯时，其基本过程如下所示：通过将碳氢化合物等含碳气体通入带有基片的沉积炉中，通过高温将含碳气体分解为碳原子使其沉积于基片的表面，进而形成石墨烯，随后通过多种方法将石墨烯薄膜从基片上分离以得到高纯度石墨烯。

而现有的反应炉，比如中国专利CN206428001U公开了一种生长石墨烯的装置，其通过设置匀气室和匀气筛来使得进入反应腔内的气流相对更加均匀，同时设置相应的挡板以减小进入匀气室的气流对基片产生扰动。然而，其内的生长基底需要在反应结束后单独设置，且在设置过程中该装置难以继续生产，使得生产效率相对较低。

实用新型内容

为解决上述至少一种问题，本实用新型提供了一种石墨烯反应炉，其生产效率更高。

本实用新型的技术方案是：一种石墨烯反应炉，包括炉本体，所述炉本体内设有框架，所述框架被所述分隔板分隔成多个放置室，所述放置室内设有生长模块，所述生长模块内设有多个生长基底，且所述生长模块两端还设有允许气流通过的气流通道；所述框架靠近炉本体的排气口的一端设有多个挡板，所述挡板与所述框架铰接设置；所述放置室内未设置生长模块时，所述挡板阻挡气体前进，所述放置室内设置有生长模块时，所述生长模块将所述挡板顶起，使得气流能够经排气口排出。

本实用新型的一种实施方式在于，所述炉本体两端设有漏斗形缓冲部，所述漏斗形缓冲部的较小端连接进气管或排气管。

进一步的，所述漏斗形缓冲部可拆卸。

本实用新型的一种实施方式在于，其特征在于，相邻两个放置室之间为连通或不连通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过设置生长模块，使得在两次生产之间的更短，从而变相的增加了生产效率；通过设置挡板，使得未生产的放置室不会对生产造成较大影响，使得最终产物更加均一。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型未设有生长模块时的结构示意图；

图3为生长模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

在本实用新型的描述中，需指出的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本实用新型的限制。

本实施例中所述的深孔，是指用于安装螺栓/螺丝的孔道的长度大于5cm的孔。

参见图1～3，一种石墨烯反应炉，包括炉本体1，所述炉本体1内设有框架4，所述框架4被所述分隔板7分隔成多个放置室5，所述放置室5内设有生长模块8，所述生长模块8内设有多个生长基底801，且所述生长模块8两端还设有允许气流通过的气流通道802；所述框架4靠近炉本体1的排气口6的一端设有多个挡板9，所述挡板9与所述框架4铰接设置；所述放置室5内未设置生长模块时，所述挡板9阻挡气体前进，所述放置室5内设置有生长模块8时，所述生长模块8将所述挡板9顶起，使得气流能够经排气口6排出。

具体的，炉本体1是反应进行的主要场所，对其具体形状没有要求，其截面可以为常见的圆形或者矩形，同时，其内还设置有加热炉常用的加热部件，比如线圈加热器或者加热丝，但是这些都属于本领域常规设置，因此在此对其结构不予赘述。

分隔板7将框架4进行分隔，最终将框架4内部的空间分隔成多个放置室5，气流能够直接从放置室5两端通过，因此放置室5并不会对气流的流动造成影响。同时，对于分隔板7来讲，对其结构不做要求：可以是不允许气流通过的板状物，也可以是允许气流通过的网状物。当分隔板7允许气流通过时，相邻两个放置室5之间不连通；当分隔板7不允许气流通过时，相邻两个放置室5之间连通。

生长模块8是有多个生长基底801组合形成的模块化部件，通常是多个生长基底801上下层叠设置，但是相邻两个生长基底801之间设有一定的间距，其间距可根据具体情况自由设置，但是通常在3～20mm范围，同时在生长模块8两端还设有大量的气流通道802，气体可经气流通道802进入生长基底801之间的间隙并排出。对于生长模块8来讲，其同样可以由框架和隔板组成，将生长基底801直接设置于隔板上就行，当然本领域技术人员也可以选择其余的设置方式。同时，本领域技术人员容易理解的是，为了避免气流从生长模块8和分隔板7之间的间隙大规模流走，要求生长模块8的四个侧面紧贴放置室5的四个侧面。

将生长基底801进行模块化设置后，使得每次反应后，仅需将生长模块8从炉本体中取出，随后放入新的生长模块8即可继续进行反应，相对于常规的反应炉，其节约了重新安装生长基底801所需的时间，使得生产速度得到了极大的提升。

但是在一些情况下，并非每次生产都是满负荷生产，有较多的情况下，生长模块8并不能够填满整个框架4内部，因此使得气流更容易经未设置生长模块8的放置室5内排出，使得其余生长基底801的生长被抑制，导致最终得到的石墨烯质量较低。

为了解决该问题，在框架4靠近炉本体1的一端还设有多个挡板9，这些挡板9和框架4的连接方式为铰接。当放置室5内未设有生长模块8时，即挡板不受到外力作用时，挡板9将放置室5靠近排气口6的一端进行封隔，避免大量的气体从该处溢出；在该情况下，挡板9不需要完全将放置室5进行密封，只需要将其件封隔即可，虽然此时仍然有少量的气体会溢出，但是量相对较少，对实际生成的影响较小。当放置室5内设有生长模块8时，生长模块8一端将挡板9顶起，使得挡板9打开，此时气体能够顺利流出。

在一些情况下，如果气流直接经进气管3进入放置室5内，由于进气管3的管径相对于整个反应炉的尺寸较小，因此在进气管3内的气体流速相对较快，使得与进气管3接近的放置室5内的新鲜气体较多，而远离进气管3的放置室5内的新鲜气体较少，导致反应炉内部的石墨烯生长不均匀；同时，对于排气管3来讲具有相同的问题。为了避免上述问题，在炉本体1两端分别设有一个漏斗形缓冲部2，漏斗形缓冲部2的较大端与炉本体1连接，较小端与进气管3或排气管6连接。当气体经进气管3进入漏斗形缓冲部2后，由于相对于进气管3来讲，漏斗形缓冲部2的尺寸较大，因此气体在漏斗形缓冲部2内部流速降低，同时向四周扩散，使得进入各个放置室5内的气体尽量均匀。

同时，为了便于取出生长模块8，将漏斗形缓冲部2设置为可拆卸连接。

使用原理：打开连接有进气管3的漏斗形缓冲部2，在放置室5内填充相应的生长模块8，此时挡板9被生长模块8顶起，气流不会被挡板9阻隔，使得气流能够在放置室5两端自由流通；随后通入氦气排出炉本体1内的空气，后升温并注入甲烷等碳源，使得石墨烯在生长基底801上进行生长，待炉本体1内温度下降后，打开漏斗形缓冲部2，取出生长模块8，即得到高纯度石墨烯。重复以上操作，即可持续生产。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种石墨烯反应炉，其特征在于，包括炉本体，所述炉本体内设有框架，所述框架被分隔板分隔成多个放置室，所述放置室内设有生长模块，所述生长模块内设有多个生长基底，且所述生长模块两端还设有允许气流通过的气流通道；所述框架靠近炉本体的排气口的一端设有多个挡板，所述挡板与所述框架铰接设置；所述放置室内未设置生长模块时，所述挡板阻挡气体前进，所述放置室内设置有生长模块时，所述生长模块将所述挡板顶起，使得气流能够经排气口排出。

2.根据权利要求1所述的石墨烯反应炉，其特征在于，所述炉本体两端设有漏斗形缓冲部，所述漏斗形缓冲部的较小端连接进气管或排气管。

3.根据权利要求2所述的石墨烯反应炉，其特征在于，所述漏斗形缓冲部可拆卸。

4.根据权利要求1所述的石墨烯反应炉，其特征在于，相邻两个放置室之间为连通或不连通。

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