[发明专利]一种用于制备石墨烯的生产效率高的气相反应沉积设备

说明书

本发明涉及一种用于制备石墨烯的生产效率高的气相反应沉积设备，包括炉体和炉盖，炉盖的下方设有内热机构，炉体内设有沉积机构，沉积机构包括紧固组件和若干沉积组件，沉积组件包括竖杆、套环和两个基片，紧固组件包括第二电机、驱动轮和若干紧固单元，内热机构包括升降组件、升降块和若干第二红外灯管，该用于制备石墨烯的生产效率高的气相反应沉积设备通过内热机构对基片的内表面进行加热，加速了基片升温，加快碳原子的分解沉积速度，从而提高了生产效率，不仅如此，通过沉积机构中的紧固组件对各个基片进行紧固，防止基片受气流和转盘旋转的影响而发生转动，影响基片的受热，从而保证了石墨烯的生产效率，提高了设备的实用性。

技术领域

本发明涉及新材料生产设备领域，特别涉及一种用于制备石墨烯的生产效率高的气相反应沉积设备。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子以特定方式形成的蜂窝平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨。目前石墨烯常见的粉体生产方法为机械玻璃法、氧化还原法、碳化硅外延生长法等，薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)，其中CVD法可以制备出高质量大面积的石墨烯，满足规模化制备高质量石墨烯的要求。

CVD法在制备石墨烯时，通常以镍为基片，在沉积炉中通入含碳气体，如：碳氢化合物，碳在高温下分解成碳原子沉积在镍的表面，形成石墨烯，通过轻微的化学刻蚀，使石墨烯薄膜和镍片分离得到石墨烯薄膜。由石墨烯的制备方法可得，石墨烯主要沉积在基片的表面，气相反应的程度取决于基片表面的沉积温度，但是现有的气相沉积炉中，大都仅对基片的单面进行加热，而在另一面，通过热传递实现基片表面的温度上升，这样导致了基片的表面温度上升速度慢，进而影响了沉积速率，导致石墨烯的生产效率低下。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于制备石墨烯的生产效率高的气相反应沉积设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于制备石墨烯的生产效率高的气相反应沉积设备，包括炉体、进气管、出气管、炉盖和至少两个支脚，所述进气管设置在炉体的一侧，所述出气管设置在炉体的另一侧，所述进气管和出气管均与炉体连通，所述支脚周向均匀分布在炉体的下方，所述炉盖设置在炉体的上方，所述炉体内设有若干第一红外灯管，所述第一红外灯管周向均匀分布在炉体的内壁上，所述炉盖的竖向截面的形状为U形，所述U形截面的开口的下方设有内热机构，所述炉体内设有沉积机构；

所述沉积机构包括第一电机、转盘、紧固组件和若干沉积组件，所述第一电机固定在炉体内的底部，所述第一电机与转盘传动连接，所述紧固组件设置在转盘的上方，所述沉积组件周向均匀分布在紧固组件的外周；

所述沉积组件包括竖杆、套环和两个基片，所述竖杆的底端固定在转盘上，所述套环套设在竖杆上，两个基片分别设置在竖杆的两侧；

所述紧固组件包括第二电机、驱动轮和若干紧固单元，所述第二电机固定在转盘的上方，所述第二电机与驱动轮传动连接，所述紧固单元周向均匀分布在驱动轮的外周，所述紧固单元与沉积组件一一对应；

所述内热机构包括升降组件、升降块和若干第二红外灯管，所述升降组件与升降块传动连接，所述第二红外灯管周向均匀分布在升降块的外周，所述升降组件包括驱动单元、移动块、固定块、伸缩架、铰接块和两个支杆，所述驱动单元与移动块传动连接，所述固定块固定在炉盖的下方，所述伸缩架的顶端的两侧分别与移动块和固定块铰接，所述伸缩架的底端的两侧分别通过两个支杆与铰接块铰接，所述铰接块固定在升降块的上方。

作为优选，为了对基片进行紧固，所述紧固单元包括第一连杆、第二连杆、移动杆和两个紧固杆，所述第一连杆的一端与驱动轮铰接，所述第一连杆的另一端与第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端与移动杆的中心处固定连接，所述紧固杆与基片一一对应，两个紧固杆分别设置在移动杆的靠近基片的一侧。