[发明专利]热化学汽相沉积设备和使用该设备合成碳纳米管的方法无效
申请号: | 01102312.0 | 申请日: | 2001-01-31 |
公开(公告)号: | CN1315588A | 公开(公告)日: | 2001-10-03 |
发明(设计)人: | 李铁真;柳在银 | 申请(专利权)人: | 李铁真;株式会社日进纳米技术 |
主分类号: | C23C16/54 | 分类号: | C23C16/54;C23C16/26;C01B31/02 |
代理公司: | 永新专利商标代理有限公司 | 代理人: | 刘兴鹏 |
地址: | 韩国全*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 热化学 沉积 设备 使用 合成 纳米 方法 | ||
本发明涉及碳纳米管合成的制造,更具体涉及热化学汽相沉积设备和使用该设备合成碳纳米管的方法,借此可以在大尺寸的基片上大批量地合成碳纳米管。
碳纳米管形成是,每个碳原子与三个相邻的碳原子结合以形成与蜂窝相似的重复的六角形环,其被卷绕以形成柱或管。
通常碳纳米管的直径是几个到几十个纳米之间,它们的长度是它们直径的几十到几千倍。根据它们的结构,碳纳米管具有诸如金属的导电体的特性,或半导体特性(如扶手椅(armchair)的结构)。另外,碳纳米管根据它们的形状被分类为单壁纳米管、多壁纳米管或绳状纳米管。因为碳纳米管被认为具有出色的导电性、机械强度和化学稳定性,它们在很多高科技领域的应用具有很好的前景。
最近,已经提出多种合成碳纳米管的方法,以及实现这些方法的设备。例如,已经提出了电弧放电系统、激光气化系统、热化学汽相沉积系统和等离子化学汽相沉积系统。在它们中间,热化学汽相沉积系统被用于在一个基片上合成碳纳米管,它通过将该基片装入容纳有高温反应气体的石英管中,借此引起碳纳米管形成反应。
为了解决上述问题,本发明的第一目的是提供一个在多个大尺寸基片上顺序合成碳纳米管的热化学汽相沉积设备。
本发明的第二目的是提供一种使用上述热化学汽相沉积设备的在多个大尺寸基片上合成碳纳米管的方法。
因此为了实现第一目的,本发明提供了一种热化学汽相沉积设备,包括:顺序接收和传送多个基片的传送带,用于驱动传送带的旋转装置,用于顺序将基片装载到上述传送带上的装载装置,用于将传送带传送的基片卸载的卸载装置,该卸载装置与上述装载装置相对,用于供应反应气体的反应气体供应装置,该反应气体用于在被传送带传送的基片上合成碳纳米管,用于加热装载在传送带上的基片加热装置,用于反应气体的热分解,以及用于排出反应产物气体的排气装置。
反应气体供应装置包括:第一反应气体供应装置,用于将第一反应气体供应到装载在传送带上的基片上,以及安装在第一反应气体供应装置后面的第二反应气体供应装置,用于在第一反应气体反应之后,将第二反应气体供应到被传送带传送的基片上。
基片加热装置将面对第一反应气体供应装置的传送带区域加热到一个在700℃和1100℃之间的一个温度,以及将面对第二反应气体供应装置的传送带区域加热到一个在500℃和1100℃之间的一个温度。
一个被用作催化剂的过渡金属层被包括在基片表面上。第一反应气体为氨气,用于将所述过渡金属层侵蚀为细粒,以及第二反应气体为碳化气体,可以是乙炔气体、甲烷气体、丙烷气体或乙烯气体、或氨气或氢气与一种碳化气体混合的气体。
该设备还包括围绕上述反应气体供应装置安装的反应气体加热装置,用于加热流过反应气体供应装置的反应气体。在这个情况下,反应气体加热装置的第一反应气体加热装置将流过第一反应气体供应装置的反应气体加热到一个在700℃和1100℃之间的温度;以及
反应气体加热装置的第二反应气体加热装置将流过第二反应气体供应装置的反应气体加热到一个在500℃和1100℃之间的温度,以及
所述基片加热装置将装载在传送带上的基片加热到一个在400℃和600℃之间的温度。
根据本发明,碳纳米管可以被顺序合成和生长在多个大尺寸基片上。
通过参考附图对本发明优选实施例的详细描述,本发明的上述特征和优点将会变得更加清楚。
图1是说明根据本发明的第一实施例在合成碳纳米管中使用的热化学汽相沉积设备;
图2是说明根据本发明的第二实施例在合成碳纳米管中使用的热化学汽相沉积设备。
本发明将参考显示本发明优选实施例的附图做进一步详细的说明。可是本发明还包括许多不同的形式,并且不应当理解为受到上述实施例的限制。此外,所提供的这些实施例将使本技术领域的普通技术人员对本发明的公开内容和保护范围有完全彻底地全面的理解。在附图中为了表示清楚,一些部件的形式被放大。在整个附图中相同的附图标记表示相同的部件。
如图1所示,本发明第一实施例的热化学汽相沉积设备包括用于装载多个大尺寸基片100的输送机传送带600。多个大尺寸的板可以连接起来以形成输送机传送带600。输送机传送带600在诸如与电动机连接的旋转轴的旋转装置650的驱动下输送被装载的基片100。
装载装置210被安装在靠近传送带600的一端。一个机器人臂270顺序地将基片100装载到输送机传送带600上。一个卸载装置250安装在靠近传送带600的另一端。一个在卸载装置250中的机器人臂270’顺序地将装载在传送带600上并输送的基片卸载下来。
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