[实用新型]一种用于制备石墨烯的模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于制备石墨烯的模具。

背景技术

自从石墨烯被发现之后，由于优良的导电导热能力，极大的结构强度，在新能源、新材料和电子元器件、医药化工等诸多领域有着广泛的应用前景。石墨烯目前制备方法主要有：微机剥离法、外延法、氧化还原法、溶剂剥离法、化学气相沉积法(CVD)等。

CVD法是目前大规模制作石墨烯最具前景的方法。将惰性气体、还原性气体及碳源按一定的比例及顺序通入，在高温下(1000～1050度)，碳源分解，在退火时石墨烯将会在基底材料表面析出。石墨烯制备的基底材料通常为各种金属，包括铜箔、镍箔、铂箔等，其中由于金属基底价格便宜并且生长的石墨烯质量较好且层数较易控制可用于大规模生产。沉积工艺完成后，需要通过转片工艺将石墨烯转移到所需的衬底上再使用。

目前沉积石墨烯通常采用将金属基底通过卷绕在石英管表面的方式进行，如申请号为CN201120551369.3的中国专利文献提供的《一种生长石墨烯的支架、支架组件和石墨烯薄膜生长组件》，此类方法缺点在于：单次工艺生长石墨烯的数目较少；装样取片过程中金属基底易于模具表面摩擦，造成石墨烯的破损；高温下金属基底变软直接将金属基底取出过程中容易形成褶皱；模具装入时与石英管之间的摩擦震动，导致金属基底错位；模具造价高，破损后更换困难。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的缺点，提供一种用于制备石墨烯的模具，解决现有技术的不足。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种用于制备石墨烯的模具，包括舟托、沉积架、插板和金属基底；所述舟托放置在石英管内；所述沉积架放置于舟托内部，并设有至少一个；所述沉积架上平行设置有多层斜向插槽，每个斜向插槽内均设有一块插板；所述金属基底装载在插板的上表面。

所述舟托内的沉积架的数量为1～10个。

所述舟托包括至少两根上支撑棒、至少两根下支撑棒、两块竖直挡板和若干加强筋；所述两根上支撑棒和两根下支撑棒平行设置；所述上支撑棒的两端分别固定在两块竖直挡板的上部的两个角上；所述下支撑棒的两端分别固定在两块竖直挡板的下部的两个角上；所述所有加强筋的两端均分别固定在两根下支撑棒上，并与下支撑棒垂直。

所述舟托的上支撑棒的直径为8～16mm，加强筋的直径不大于下支撑棒直径，且范围均为10～15mm，竖直挡板的厚度为5～10mm；所述加强筋的数量为3～5根。

所述舟托的两根上支撑棒之间的距离大于两根下支撑棒之间的距离。

所述舟托中位于同一侧的上支撑棒与下支撑棒所在平面与水平面之间的夹角为91℃～120℃。

所述沉积架采用矩形框架结构；所述沉积架的斜向插槽设置在沉积架的四根立柱上。

所述沉积架的斜向插槽高度较高的一侧的顶部不设置横梁。

所述沉积架的斜向插槽高度较低的一侧的外侧设有挡条。

所述沉积架的斜向插槽的高度为2～4mm、深度为3～4mm、数量为5～20个、斜度为1°～8°，相邻斜向插槽之间等距或者不等距，斜向插槽间的间距为5～10mm；所述插板的厚度为1～2mm。采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：

(1)本实用新型的舟托内部可以放置多个沉积架，沉积架上平行设置有多层斜向插槽，单次装载金属基底数量较大，解决了现有模具单次沉积装样较少的问题。

(2)本实用新型的每个斜向插槽内均设有一块插板，沉积后取样可从上到下依次进行，避免取样过程中金属基底表面的石墨烯与模具的摩擦导致破损。

(3)本实用新型的金属基底装载在插板的上表面，取样过程中将插板和金属基底同时卸载，避免了单独卸金属基底过程中造成的皱褶。

(4)本实用新型的沉积架放置于舟托内，可放在桨上直接将舟托伸入石英管指定部位，减少了舟和石英管之间摩擦震动而导致的金属基底偏移。

(5)本实用新型的舟托内部可以放置多个沉积架，单个单元破损后方便及时更换，继续使用。

(6)本实用新型的沉积架采用矩形框架结构；所述沉积架的斜向插槽设置在沉积架的四根立柱上，这种结构开槽方便，能够有效减轻沉积架的重量，并且在开同样深的槽体时保持较强的结构强度。

(7)本实用新型的沉积架的斜向插槽高度较高的一侧的顶部不设置横梁，这种结构方便取样，并能进一步减轻沉积架的重量。

(8)本实用新型的沉积架的斜向插槽高度较低的一侧的外侧设有挡条，能够防止金属基底在生长及转移石英舟过程中由于震动滑落。

附图说明