一种石墨烯生长装置及其生长石墨烯的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103449428A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103449428103449428A(43)申请公布日2013.12.18(21)申请号201310409177.2(22)申请日2013.09.10(71)申请人常州二维碳素科技有限公司地址213149江苏省常州市武进经济开发区祥云路6号(72)发明人金虎周振义刘志成彭鹏(74)专利代理机构北京市惠诚律师事务所11353代理人陈一飞(51)Int.Cl.C01B31/04(2006.01)C23C16/26(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称一种石墨烯生长装置及其生长石墨烯的方法(57)摘要本发明涉及一种石墨烯生长装置及其生长石墨烯的方法，包括石墨烯沉积系统、沉积炉和小车；石墨烯沉积系统的石墨烯模具和石墨烯基底设置在内石英管内部，内石英管开口端外部设有密闭法兰，密闭法兰上设有进气口和抽气口；沉积炉炉体右侧设有炉口，加热系统为空腔形，水平滑轨固定在炉口下侧，水平滑轨上滑动连接有石英管夹持装置；小车车体内设有水平升降台和水平夹持装置。本发明的石墨烯基底和模具放置于内石英管中，沉积后可随内石英管拉出快速降温冷却；炉体保温效果良好可直接保持在较高的温度，节约了升降温的时间，也避免了能源的浪费；设备配有多个小车及配套的石墨烯沉积系统，沉积完可进行快速切换，明显提高了工作效率。CN103449428ACN1034928ACN103449428A权利要求书1/2页1.一种石墨烯生长装置，其特征在于包括：石墨烯沉积系统（A）、沉积炉（B）和小车（C）；所述石墨烯沉积系统（A）包括内石英管（1）、石墨烯模具（21）和石墨烯基底（22），所述石墨烯模具（21）和石墨烯基底（22）设置在内石英管（1）内部，所述内石英管（1）包括开口端一（11）和密闭端一（12），所述开口端一（11）外部设有密闭法兰（13），所述密闭法兰（13）上设有进气口（14）和抽气口（17）；所述沉积炉（B）包括炉体（3）、加热系统（4）和水平滑轨（10），所述炉体（3）右侧设有炉口（31），所述加热系统（4）为空腔形，所述水平滑轨（10）固定在炉口（31）下侧，水平滑轨（10）上滑动连接有用于夹持内石英管（1）的石英管夹持装置（101）；所述小车（C）包括车体（5）和车轮（6），所述车体（5）内设有小车（C）水平升降台（51），所述水平升降台（51）上固定设有水平夹持装置（52）；所述内石英管（1）密闭端一（12）穿过炉口（31）设于加热系统（4）空腔内部。2.如权利要求1所述的一种石墨烯生长装置，其特征在于：所述加热系统（4）包括外石英管（41）和加热装置（42），所述外石英管（41）包括开口端二（411）和密闭端二（412），所述加热装置（42）包裹在外石英管（41）外部，所述炉口（31）设置在外石英管（41）开口端二（411）处，所述内石英管（1）密闭端一（12）穿过炉口（31）设于外石英管（41）内部。3.如权利要求1或2所述的一种石墨烯生长装置，其特征在于：所述内石英管（1）内部靠近炉口（31）处设有隔热管堵（16），所述隔热管堵（16）为石英管堵。4.如权利要求1或2所述的一种石墨烯生长装置，其特征在于：所述外石英管（41）密闭端二（412）外部设有陶瓷纤维异形件（7）。5.如权利要求1或2所述的一种石墨烯生长装置，其特征在于：所述炉口（31）处外石英管（41）和内石英管（1）之间的间隙设有保温套（8），所述保温套（8）为含锆纤维毯或含锆纤维棉。6.如权利要求1或2所述的一种石墨烯生长装置，其特征在于：所述沉积炉（B）顶部设有风扇（9）。7.如权利要求1或2所述的一种石墨烯生长装置，其特征在于：所述小车（C）和石墨烯沉积系统（A）至少设有两组。8.如权利要求1或2所述的一种石墨烯生长装置，其特征在于：所述沉积炉（B）和小车（C）通过销钉固定连接或通过感应器对位。9.如权利要求1或2所述的一种石墨烯生长装置，其特征在于：所述内石英管（1）内径为170-250mm。10.一种利用石墨烯生长装置生长石墨烯的方法，其特征在于包括以下步骤：1.打开加热装置42的电源开关，对炉体3进行升温并到达指定的温度950℃-1000℃；2.将石墨烯基底材料22装到石英模具21上；3.内石英管1通过小车C上的水平夹持装置52固定，水平夹持装置52位于小车C的水平升降台51上；4.将上述模具和基底一并装入位于移动小车C上的内石英管1中；5.将隔热管堵16装入内石英管1中，使其对应炉口31位置；6.关闭并密封内石英管1的法兰；并在管外侧套上保温套8；2CN103449428A权利要求书2/2页7.将