一种连续碳纤维复合石墨烯制备装备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111826633A(43)申请公布日2020.10.27(21)申请号202010525229.2(22)申请日2020.06.10(71)申请人合肥百思新材料研究院有限公司地址238000安徽省合肥市巢湖经济开发区和平大道与秀湖路交叉口西北角(72)发明人孔令杰李晓丽(74)专利代理机构合肥正则元起专利代理事务所(普通合伙)34160代理人韩立峰(51)Int.Cl.C23C16/26(2006.01)C23C16/505(2006.01)C23C16/54(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种连续碳纤维复合石墨烯制备装备(57)摘要本发明公开了一种连续碳纤维复合石墨烯制备装备，包括进料仓、放料卷轴、射频发射器、加热炉膛、石英管、收料仓、收料卷轴、框架，所述框架的顶部一端谷底安装有进料仓，所述进料仓的内部安装有放料卷轴，所述进料仓的一侧通过法兰与石英管一端连接；本发明基材碳纤维贯穿连接放料卷轴、收料卷轴，利用拉力来保证碳纤维拉紧状态，在没有石英载架的情况下，增大气体与碳纤维的接触面积，碳纤维表面均可以形核扩散来生长石墨烯膜；置于加热炉外的射频电源可对进气CH4进行裂解，裂解后的碳原子进入加热区，射频电源与基板的距离避免过强的等离子体轰击碳纤维产生严重刻蚀缺陷的石墨烯，提升成膜质量及效率。CN111826633ACN111826633A权利要求书1/1页1.一种连续碳纤维复合石墨烯制备装备，其特征在于，包括进料仓(1)、放料卷轴(2)、射频发射器(4)、加热炉膛(5)、石英管(6)、收料仓(9)、收料卷轴(10)、框架(16)，所述框架(16)的顶部一端谷底安装有进料仓(1)，所述进料仓(1)的内部安装有放料卷轴(2)，所述进料仓(1)的一侧通过法兰与石英管(6)一端连接，所述石英管(6)的另一端贯穿射频发射器(4)、加热炉膛(5)，且通过法兰与收料仓(9)连接，所述射频发射器(4)、加热炉膛(5)均安装在框架(16)的顶部中心处，所述收料仓(9)的内部安装有收料卷轴(10)。2.根据权利要求1所述的一种连续碳纤维复合石墨烯制备装备,其特征在于，所述石英管(6)的上方且靠近收料仓(9)一端设置有多个散热风扇(7)。3.根据权利要求1所述的一种连续碳纤维复合石墨烯制备装备,其特征在于，所述框架(16)的内部固定安装有真空泵(11)，所述框架(16)的内部还固定安装有射频电源(12)、射频功率调整器(13)，所述射频电源(12)、射频功率调整器(13)均电性连接射频发射器(4)。4.根据权利要求1所述的一种连续碳纤维复合石墨烯制备装备,其特征在于，所述收料仓(9)上固定安装有真空计二(8)，所述进料仓(1)的顶部固定安装有真空计一(3)。5.根据权利要求1所述的一种连续碳纤维复合石墨烯制备装备,其特征在于，所述框架(16)的内部分别设置有电气控制元件(14)、GMF-5Z气路系统(15)。6.根据权利要求1所述的一种连续碳纤维复合石墨烯制备装备,其特征在于，所述框架(16)的一侧由上到下依次安装有混气罐、压力表、触摸控制屏。7.根据权利要求1所述的一种连续碳纤维复合石墨烯制备装备,其特征在于，所述石英管(6)上分别设置有进气口一和排气口。8.根据权利要求1所述的一种连续碳纤维复合石墨烯制备装备,其特征在于，所述进料仓(1)的一侧设置有进气口二。9.根据权利要求1所述的一种连续碳纤维复合石墨烯制备装备,其特征在于，该制备装备的工作步骤为：将卷装碳纤维塞装到放料卷轴(2)上，牵引碳纤维通过石英管(6)后连接到收料卷轴(10)上，密封石英管(6)后，启动真空泵(11)抽真空到10-1Pa，进气口二用于持续通入20sccm的H2，对三温区加热炉膛(5)进行加热，升温到800℃后，通入10sccm的H2并启动射频发射器(4)工作，30W的射频对碳纤维表面进行清洗，接着通入15sccm的H2；进气口一通入5sccm的CH4，加热30min生长后关闭CH4，待温度下降到200℃后关闭H2；待降至室温后破真空取出成品。2CN111826633A说明书1/4页一种连续碳纤维复合石墨烯制备装备技术领域[0001]本发明涉及卷对卷石墨烯薄膜连续生长设备技术领域，具体涉及一种连续碳纤维复合石墨烯制备装备。背景技术[0002]碳纤维(CFs)是一种高性能无机纤维，与聚合物、陶瓷或金属材料复合后，制备得到的高强度、高刚性、低密度、耐腐蚀和耐疲劳的复合材料在航天航空、汽车、军事、体育等诸多领域有重要的用途，因此在实验室和工业生产中，碳纤维材料均是重点研究对象。作为另一种碳材料，石墨烯自从诞生以来就备受关注。其中，大量的高强度聚合物基复合材料的研究工作