[发明专利]一种金属表面原位生长多晶石墨烯防腐薄膜的方法和装置

权利要求书

1.一种金属表面原位生长多晶石墨烯防腐薄膜的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S01：选择金属样品为新制备的金属样品或者经过预处理的旧金属样品，备用；

S02：提供一个一端开口的反应器，并在反应器中设置一个隔层，将反应器分为隔层以上部分和隔层以下部分，所述隔层中间设有一个细通孔，连通上、下两个空间；在反应器的外壁环绕通冷却循环水的空心金属感应线圈，并在反应器的隔层以下部分先放置实心闭合金属感应加热线圈；

S03：在反应器的隔层以下部分加入预设量的含苯环液体作为碳源后，在常压环境下，反应器的外壁环绕通冷却循环水的空心金属感应线圈两端通交流电；

S04：当隔层以下部分的实心闭合金属感应加热线圈产生感应电流升温至40-300℃加热碳源，当饱和蒸汽充满反应器时，在反应器的隔层以上部分迅速放入实心闭合金属感应加热线圈；

S05：隔层以上部分的实心闭合金属感应加热线圈产生感应电流加热反应器，在内部温度到400℃-1150℃时，将反应器的上端开口贴紧步骤S01备好的金属样品表面或迅速从隔层以上部分的实心闭合金属感应加热线圈的上方送入待处理的金属样品；

S06：反应进行4-50秒后，外壁的空心金属感应线圈停止加交流电，迅速移掉反应器隔层以上部分的实心闭合金属感应加热线圈；

S07：在饱和碳源蒸汽中将金属样品冷却至室温；

S08：将反应器从金属样品表面移开或取出所制备的样品。

2.根据权利要求1所述的一种金属表面原位生长多晶石墨烯防腐薄膜的方法，其特征在于：步骤S01中所述的旧金属样品的预处理过程为：先经过1000目、2000目和3000目金相砂纸依次进行样品表面抛光去除氧化层，再用乙醇和去离子水清洗后，氮气吹干。

3.根据权利要求1所述的一种金属表面原位生长多晶石墨烯防腐薄膜的方法，其特征在于：步骤S02中，所述的反应器为刚玉、石英、瓷、碳化硅中的任一种材料制备的反应器。

4.根据权利要求1所述的一种金属表面原位生长多晶石墨烯防腐薄膜的方法，其特征在于：步骤S02中所述的绕在反应器外壁的通冷却循环水的空心金属感应线圈是由金属铜制成的感应线圈；步骤S02和S04中所述的实心闭合金属感应加热线圈是由钨和钛中的一种或两种制成的感应加热线圈。

5.根据权利要求1所述的一种金属表面原位生长多晶石墨烯防腐薄膜的方法，其特征在于：反应器外壁及内部的线圈和反应器的外壁之间能够相对滑动。

6.根据权利要求1所述的一种金属表面原位生长多晶石墨烯防腐薄膜的方法，其特征在于：步骤S03中所述的作为碳源的含苯环液体包括苯、氯苯和甲苯中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种金属表面原位生长多晶石墨烯防腐薄膜的方法，其特征在于：所述金属样品的表面积与作为碳源的含苯环液体的体积之间的比例为1:（0.04-0.5）cm²/ml。

8.根据权利要求1所述的一种金属表面原位生长多晶石墨烯防腐薄膜的方法，其特征在于：步骤S03中所述的交流电为中频或高频交变电流。

9.根据权利要求1所述的一种金属表面原位生长多晶石墨烯防腐薄膜的方法，其特征在于：通过移动反应器的开口端在金属样品表面的位置来改变需要生长石墨烯防腐薄膜的样品表面位置和面积，以获取大面积石墨烯防腐薄膜。

10.一种金属表面原位生长多晶石墨烯防腐薄膜的装置，其特征在于：包括一个一端开口的反应器，所述反应器中设有一个隔层，将反应器分为隔层以上部分和隔层以下部分，反应器底部盛有作为碳源的含苯环液体；所述隔层中间设有一个细通孔，连通上、下两个空间；在反应器的外壁绕有通冷却循环水的空心金属感应线圈；在反应器内部设有两个实心闭合金属感应加热线圈，分别位于隔层以上部分和隔层以下部分；金属样品从隔层以上部分的实心闭合金属感应加热线圈的上方送入反应器内进行原位生长。