[发明专利]一种改进的碳化硅外延法制备石墨烯的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进的碳化硅外延法制备石墨烯的装置。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯在制作锂电池负极时，可以在两面镶嵌锂离子，从而具有普通碳材料两倍甚至更多的比容量，同时石墨烯的微观褶皱表面提供了锂离子额外的存储空间。碳化硅外延生长法制备石墨烯是以SiC单晶片为原料，进行去氧化物处理，然后在高温（通常>1400℃）和超高真空（通常<10^-6Pa）（或氩气等稀有气体保护气氛）条件下使其表层中的Si原子蒸发，表面剩下的C原子通过自组形势发生重构，即可得到基于SiC单晶基底的石墨烯，被广泛认为是实现石墨烯在大规模集成电路中应用的唯一途径。目前，在生产石墨烯的装置中，反应气体一般进入反应装置内不均匀，同时气体与反应物的接触不同，使得生成石墨烯的品质不均一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种改进的碳化硅外延法制备石墨烯的装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种改进的碳化硅外延法制备石墨烯的装置，其特征在于：所述反应装置形状为圆桶状，包括了设置在反应装置内壁上铜管、设置在铜管上的感应线圈、与感应线圈相连的高频感应加热设备、多个镍铬铁合金托盘和多个金属多孔板；所述反应装置的底部设有一个可转动圆盘，所述圆盘上设有进气口，所述进气口通过旋转接头与进气管相接，所述进气管上设置有多个扇形喷嘴；所述反应装置的左侧设有抽气阀门。

优选地，所述铜管需要进行绝缘处理，所述感应线圈设置在所述铜管之上后需要用绑绕耐高温绝缘胶带。

优选地，所述镍铬铁合金托盘两侧焊接在所述金属多孔板上，所述金属多孔板与所述铜管为可拆卸式连接。

优选地，所述金属多孔板上设置有一空心圆环，使得所述进气管可以旋转。

优选地，所述进气管呈s型绕过所述镍铬铁合金托盘，所述扇形喷嘴朝向设备内部。

优选地，所述高频感应加热设备在通电情况下，可以使得反应装置内的金属和反应物质在互感电流的作用下加热到800℃-1800℃。

优选地，所述反应装置外侧设有冷却管，其材质为纤维增强塑料软管，所述冷却管与水箱连接。

本发明具有以下优点：该生产石墨烯的装置结构简单，可旋转进气管使得反应气体均匀与反应物接触，使得生成的石墨烯的品质均一。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图中：1-铜管，2-感应线圈，3-高频感应加热设备，4-镍铬铁合金托盘，5-金属多孔板，6-可转动圆盘，7-进气口，8-旋转接头，9-进气管，10-扇形喷嘴，11-抽气阀门，12-冷却管，13-水箱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种改进的碳化硅外延法制备石墨烯的装置，其特征在于：所述反应装置形状为圆桶状，包括了设置在反应装置内壁上铜管1、设置在铜管上的感应线圈2、与感应线圈相连的高频感应加热设备3、多个镍铬铁合金托盘4和多个金属多孔板5；所述反应装置的底部设有一个可转动圆盘6，所述圆盘上设有进气口7，所述进气口7通过旋转接头8与进气管相9接，所述进气管9上设置有多个扇形喷嘴10；所述反应装置的左侧设有抽气阀门11。

优选地，所述铜管1需要进行绝缘处理，所述感应线圈2设置在所述铜管之上后需要用绑绕耐高温绝缘胶带。

优选地，所述镍铬铁合金托盘4两侧焊接在所述金属多孔板5上，所述金属多孔板5与所述铜管1为可拆卸式连接。

优选地，所述金属多孔板5上设置有一空心圆环，使得所述进气管9可以旋转。

优选地，所述进气管9呈s型绕过所述镍铬铁合金托盘4，所述扇形喷嘴朝向设备内部。

优选地，所述高频感应加热设备3在通电情况下，可以使得反应装置内的金属和反应物质在互感电流的作用下加热到800℃-1800℃。

优选地，所述反应装置外侧设有冷却管12，其材质为纤维增强塑料软管，所述冷却管12与水箱13连接。