[发明专利]一种具有调节功能的石墨烯化学气相反应沉积装置

说明书

本发明涉及一种具有调节功能的石墨烯化学气相反应沉积装置，包括底座、控制器、动力机构、炉体、排气管和两个导气机构，导气机构包括储气罐、导气管、导气室和入气管，导气组件包括导气轴、驱动组件、第一锥齿轮、两个扇叶和两个套管，驱动组件包括驱动块、转盘、转轴、第二锥齿轮、调节框和调节单元，排气机构包括往复组件、第一电机、第一驱动轴和两个清洁组件，该具有调节功能的石墨烯化学气相反应沉积装置通过导气机构控制进入炉体内的反应气体的流量，使反应气体以合适的比例进入炉体内，提高反应效率，不仅如此，利用排气机构清除排气管内壁上堆积的杂质，使废气顺利从排气口流出，使石墨烯的制备更为安全可靠，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，特别涉及一种具有调节功能的石墨烯化学气相反应沉积装置。

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，通常以铜为基片，在反应炉内通入含碳气体和含氢气体，使气体在基片表面进行沉积反应生成石墨烯，但是现有的反应装置在使用过程中，难以精确调节控制含氢气体和含碳气体的比例，导致气体通入过多或过少，降低生产效率，不仅如此，随着反应的进行，除了在基片上会沉积石墨烯外，在排气管的内壁上也会附着各类杂质、粉尘等颗粒物，影响排气，当空气流通不畅时，反应炉中压强过大，容易发生爆炸等危险事故，进而导致石墨烯的生产制备存在一定的危险性。

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，提供一种具有调节功能的石墨烯化学气相反应沉积装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有调节功能的石墨烯化学气相反应沉积装置，包括底座、控制器、动力机构、炉体、排气管和两个导气机构，所述控制器和炉体均固定在底座上，所述控制器内设有PLC，所述排气管位于炉体的一侧，所述导气机构和动力机构均位于炉体的另一侧，所述动力机构位于两个导气机构之间，所述导气机构包括储气罐、导气管、导气室和入气管，所述储气罐通过导气管与导气室连通，所述导气室通过入气管与炉体连通，所述导气室内设有导气组件，所述排气管上设有排气口，所述排气管内设有排气机构；

所述导气组件包括导气轴、驱动组件、第一锥齿轮、两个扇叶和两个套管，两个套管分别固定在导气室的两侧的内壁上，所述导气轴的两端分别位于两个套管内，两个扇叶分别位于导气轴的两侧，所述第一锥齿轮套设在导气轴上，所述驱动组件与第一锥齿轮传动连接；

所述驱动组件包括驱动块、转盘、转轴、第二锥齿轮、调节框和调节单元，所述转盘抵靠在驱动块上，所述驱动块的形状为圆锥形，所述转盘套设在转轴上，所述第二锥齿轮固定在转轴上，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，所述调节框的形状为U形，所述调节框的开口指向转盘，所述调节单元与调节框传动连接；

所述排气机构包括往复组件、第一电机、第一驱动轴和两个清洁组件，所述往复组件与第一电机传动连接，所述第一电机与第一驱动轴传动连接，所述第一电机与PLC电连接，两个清洁组件分别位于第一驱动轴的两侧；

所述清洁组件包括清洁板和若干弹簧，所述清洁板通过弹簧与第一驱动轴连接，所述清洁板的靠近排气管的内壁的一侧设有若干毛刷，所述弹簧处于压缩状态。

作为优选，为了驱动驱动块旋转，所述动力机构包括第二电机、第三锥齿轮和两个动力组件，所述第二电机固定在底座上，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与第三锥齿轮传动连接，所述动力组件与导气机构一一对应，所述动力组件包括第四锥齿轮和动力轴，所述第四锥齿轮通过动力轴与驱动块固定连接，所述第四锥齿轮与第三锥齿轮啮合。