[发明专利]CVD制石墨烯装置及石墨烯薄膜的制备方法有效
申请号: | 202110130327.0 | 申请日: | 2021-01-29 |
公开(公告)号: | CN112938945B | 公开(公告)日: | 2023-03-07 |
发明(设计)人: | 张宝勋;李炯利;王旭东;徐梓钊 | 申请(专利权)人: | 北京石墨烯技术研究院有限公司 |
主分类号: | C01B32/186 | 分类号: | C01B32/186;C30B29/02;C30B30/00 |
代理公司: | 北京华进京联知识产权代理有限公司 11606 | 代理人: | 王勤思 |
地址: | 100094 北京市海*** | 国省代码: | 北京;11 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | cvd 石墨 装置 薄膜 制备 方法 | ||
本发明涉及一种CVD制石墨烯装置及石墨烯薄膜的制备方法。本发明提供了一种CVD制石墨烯装置,包括支架底座、石墨烯生长基底和顶盖。支架底座为环状封闭结构,顶部设有贯穿孔洞,贯穿孔洞一内侧壁上设有固定柱。石墨烯生长基底的固定端为弯折的、且设有与固定柱相适配的开孔。顶盖内侧壁上设有固定板,固定板上设有与固定柱相适配的开孔。使用该装置时,石墨烯生长基底插入贯穿孔洞,通过固定端的弯折结构将其开孔套设于与被贯穿孔洞相邻孔洞的固定柱上,顶盖的固定板插入贯穿孔洞并通过开孔套设于固定柱上,将固定端夹紧。使用该装置制备的石墨烯薄膜无褶皱,且提高了生长石墨烯装置的空间利用率。还提供了一种用该装置制备石墨烯薄膜的方法。
技术领域
本发明涉及石墨烯技术领域,具体而言,涉及一种CVD制石墨烯装置及石墨烯薄膜的制备方法。
背景技术
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。
目前主要通过化学气相沉积法(CVD)制备大面积、高质量石墨烯薄膜,但是通过CVD制备的石墨烯薄膜的质量很大程度上受基底的影响,然而普通的商业铜箔多为多晶、存在杂质、粗糙度较高且在降温过程中石墨烯与基底存在热膨胀失配。这些问题的存在导致石墨烯薄膜存在大量的晶界、缺陷和褶皱,极大的限制了石墨烯的应用。
而且传统的制备石墨烯薄膜的过程中,石墨烯生长基底一般直接置于石英管内部。由于生长石墨烯的温度极高,在升温和降温的过程中石墨烯生长基底极易发生形变,且易与石英管壁发生粘连,从而造成石墨烯的褶皱或破损以及较低的成品率。进一步地,由于石墨烯生长装置的加热空间有限,限制了单次生长的石墨烯薄膜的大小和数量,而且对装置的空间利用率不高,造成了资源的浪费。即使传统制备石墨烯薄膜的装置可以将基底竖直放置,但还是存在制备的薄膜不平整的问题。
目前提高石墨烯薄膜生产效率的方法有卷对卷生长技术或增加炉管直径和长度。但是卷对卷生长技术制备出的石墨烯薄膜难以达到基底保持静止状态下制备的石墨烯薄膜的质量;而增加炉管直径和长度又会带来装置制造难度、体积、成本的增加以及制备过程中气体通入不均匀。因此利用静态基板批量化制备石墨烯薄膜依然是业界急需解决的问题。
发明内容
基于此,本发明提供了一种CVD制石墨烯装置及石墨烯薄膜的制备方法。通过该装置将石墨烯生长基底间隔悬挂,避免了基底与管壁的接触,减少了石墨烯薄膜产生晶界、褶皱和破损,且提高了生长石墨烯装置的空间利用率。
本发明一方面,提供一种CVD制石墨烯装置,其包括活动连接的支架底座、多个石墨烯生长基底和顶盖;
支架底座为环状封闭结构,其顶部间隔设有多个平行设置的贯穿孔洞,其中贯穿孔洞的一内侧壁上安装有固定柱;
石墨烯生长基底具有弯折的、且设有与固定柱相适配的开孔的固定端;
顶盖内侧壁上设有固定板,其中固定板上设有与固定柱相适配的开孔;固定板的数量少于或等于贯穿孔洞的数量;
当所述装置进行使用时,石墨烯生长基底插入贯穿孔洞,并通过固定端的弯折结构将其开孔套设于与被贯穿孔洞相邻孔洞的固定柱上,其中顶盖的固定板插入贯穿孔洞并通过其开孔套设于固定柱上,将固定端夹紧。
在一些实施方式中,相邻贯穿孔洞的边沿之间的间距≥2mm;石墨烯生长基底的固定端向同一方向弯折两次,两次弯折的折痕之间的间距等同于相邻贯穿孔洞的边沿之间的间距。
在一些实施方式中,支架底座的底部内侧壁上安装有挡板,当石墨烯生长基底插入所述贯穿孔洞时,挡板能够插入相邻的两个石墨烯生长基底之间。
在一些实施方式中,石墨烯生长基底的材质为铜、镍、铁、钨、钼、钴、铂及钌中的一种或多种。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于北京石墨烯技术研究院有限公司,未经北京石墨烯技术研究院有限公司许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/202110130327.0/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。
- 上一篇:一种磁控式易装卸弹性销钉
- 下一篇:一种配网同名端在线校核方法及装置