一种石墨烯薄膜转移设备及其转移方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯薄膜转移设备，包括电解池、溶解池和转移器，电解池外设置有连接转移器的第一液压升降杆，所述转移器包括圆形的壳体，壳体的底部固定连接有弹性膜，壳体顶部的中心设置有第二液压升降杆，第二液压升降杆的底部固定有圆形压盘，以第二液压升降杆为中心，在壳体的顶部环形排布有三个第三液压升降杆，第三液压升降杆的底部轴接有支架，支架底部设置有第一支撑部和第二支撑部，第一支撑部的底部固定有第一压块，第二支撑部底部通过第一弹簧体连接有第二压块。本发明专利技术还公开了一种使用上述石墨烯薄膜转移设备的转移方法。本发明专利技术能够改进现有技术的不足，可以提高石墨烯薄膜从铜箔上转移后的平整度。

Graphene film transfer apparatus and transfer method thereof

The invention discloses a graphene film transfer device comprises an electrolytic bath, the dissolved pool and transfer device, a first hydraulic lifting rod is connected with the transfer settings for electrolytic cell, the transfer device comprises a circular shell, elastic membrane is fixedly connected with the bottom of the shell, the top of the shell is provided in the center of the second hydraulic lifting rod second, the hydraulic lifting rod is fixed to the bottom of circular plate, with second hydraulic lifting rod as the center, there are three third hydraulic lifting bar at the top of the casing annular arrangement, third hydraulic lifting rod shaft connected with a bracket, the bottom of the bracket is provided with a first supporting part and a second supporting part of the first supporting part is fixed at the bottom the first block, the second supporting part through the first spring bottom body is connected with a pressure piece second. The invention also discloses a transfer method using the above-mentioned graphene film transfer equipment. The invention can improve the deficiency of the prior art, and can improve the smoothness after the transfer of the graphene film from the copper foil.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯薄膜转移设备及其转移方法
本专利技术涉及石墨烯材料
，尤其是一种石墨烯薄膜转移设备及其转移方法。
技术介绍
石墨烯是碳原子按六角结构紧密堆积成的单原子层二维晶体，载流子的本征迁移率可达到2×105cm2/(V·S)，这种优异的电学性质使其在高频电子器件中有着巨大的应用价值。为了制备石墨烯电子器件，首要的问题是制备出大尺寸、具有优异电学性能的石墨烯薄膜，并转移至合适的目标基底上。现有技术中，使用CVD进行石墨烯薄膜的沉积是一种比较成熟的石墨烯薄膜生产方法。在使用CVD沉积石墨烯薄膜时，需要铜箔基板。在对石墨烯薄膜进行分离时，需要对铜箔进行腐蚀。中国专利技术专利CN102583356B公开了一种转移和清洗石墨烯薄膜的方法，实现了铜箔的重复利用，并且提高了石墨烯薄膜的完整性。但是，这种转移石墨烯薄膜的方法在使用电解将石墨烯薄膜与铜箔进行剥离时，石墨烯失去了铜箔的刚性支撑力形成自由的柔性状态，使得石墨烯薄膜脱离铜箔时会由于刚性支撑力的突然消失而在局部形成褶皱和重叠，影响到了石墨烯薄膜的平整度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种石墨烯薄膜转移设备及其转移方法，能够解决现有技术的不足，可以提高石墨烯薄膜从铜箔上转移后的平整度。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下。一种石墨烯薄膜转移设备，包括电解池、溶解池和转移器，电解池外设置有连接转移器的第一液压升降杆，所述转移器包括圆形的壳体，壳体的底部固定连接有弹性膜，壳体的顶部设置有气孔，壳体顶部的中心设置有第二液压升降杆，第二液压升降杆的底部固定有圆形压盘，圆形压盘的边缘设置有向外倾斜的斜面部，以第二液压升降杆为中心，在壳体的顶部环形排布有三个第三液压升降杆，第三液压升降杆的底部轴接有支架，支架底部设置有第一支撑部和第二支撑部，第一支撑部和第二支撑部之间的夹角为35°，第一支撑部位于靠近壳体侧壁的一侧，第一支撑部的底部固定有第一压块，第二支撑部位于靠近第二液压升降杆的一侧，第二支撑部底部通过第一弹簧体连接有第二压块。作为优选，所述第一液压升降杆顶部设置有用于固定壳体的夹口，夹口的底面设置有第一橡胶垫，第一橡胶垫内设置有液压衬套，夹口的顶部设置有定位螺栓，壳体的顶部设置有与定位螺栓相配合的螺栓孔。作为优选，所述圆形压盘包括通过第二弹簧体连接的顶盘和底盘，底盘上同心设置有若干个环形金属弹片，相邻的环形金属弹片之间通过第三弹簧体相连，顶盘上设置有与环形金属弹片相配合的环形凹槽，环形凹槽的顶部设置有第二橡胶垫，环形金属弹片与环形凹槽间隙配合，顶盘的中心设置有顶销，顶销与最内侧的环形凹槽过盈配合。作为优选，所述第二橡胶垫上设置有若干个插槽，当顶盘向下移动时，环形金属弹片择一地插接在插槽内。作为优选，所述第一压块的内侧边设置有第一弧形凹槽，第一弧形凹槽的顶点处轴接有两个第一连接杆，第一连接杆的末端通过第四弹簧体对称的连接在第一弧形凹槽内，第一弧形凹槽底部设置有第一橡胶膜，第一连接杆与第一橡胶膜相接触，第一橡胶膜的底部设置有齿形面。作为优选，所述第二压块的外侧边设置有第二弧形凹槽，第二弧形凹槽与第一弧形凹槽的半径相等，第二弧形凹槽内壁上固定设置有若干个第二连接杆，第二连接杆与第一连接杆相垂直，第二弧形凹槽底部设置有第二橡胶膜，第二橡胶膜与第二连接杆相接触。作为优选，所述第二支撑部底部设置有橡胶阻尼柱，第一弹簧体套接在橡胶阻尼柱的外侧一种使用上述石墨烯薄膜转移设备的转移方法，包括以下步骤：A、将转移器固定在电解池外侧的第一液压升降杆上，在弹性膜的下表面涂抹粘合剂，然后将使用CVD方法进行石墨烯沉积生长的铜箔贴合在涂有粘合剂的弹性膜的表面，粘合剂包括，以下份数均为重量份数，45～55份的聚丙基丙烯酸甲酯、13～15份的甲基丙烯酸缩水甘油醚、1～2份的3-己炔-2,5-二醇、10～15份的异亚硝基氰基乙酸乙酯、15～18份的二氯乙烷；B、第二液压升降杆带动圆形压盘向下移动，使圆形压盘压合在铜箔上，压力保持在0.3～0.4MPa，在保护气的环境下对粘合剂进行加热，温度保持在40～50℃，加热1～2min后，第三液压升降杆带动支架向下运动，第一压块和第二压块挤压弹性膜，使弹性膜充分伸展，将圆形压盘的压力增加至0.6～0.7MPa，温度升高至75～80℃，对粘合剂进行彻底固化；C、通过第一液压升降杆带动转移器向下运动，使铜箔浸入电解液中，并压合在电解池的底部；D、在电解池中施加电压，使得铜箔与石墨烯沉积层相互剥离；E、通过第一液压升降杆带动转移器向上运动，将带有石墨烯沉积层的转移器带出电解池，使用纯水对残留的电解液进行冲洗后，将弹性膜从转移器上取下，放入溶液池中；F、在溶解池中放入溶解液，对粘合剂进行溶解，使石墨烯沉积层与弹性膜相分离，实现了石墨烯沉积层的转移。采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本专利技术通过使用转移器，利用转移器内部的圆形压盘、第一压块和第二压块对弹性膜进行加压支撑，使得石墨烯薄膜与弹性膜粘合后，弹性膜可以给予石墨烯薄膜充足的延展支撑力。从而使得石墨烯薄膜在与铜箔进行剥离时，可以保持石墨烯薄膜的刚性支撑力，从而避免石墨烯薄膜在与铜箔进行剥离时发生褶皱和重叠。圆形压盘用于对与石墨烯薄膜相接触的弹性膜部分进行压接支撑，第一压块和第二压块起到对于圆形压盘边缘的弹性膜进行延展。通过顶盘和底盘的配合，在圆形压盘下压时，可以提高底盘对弹性膜压接的均匀性。第一压块和第二压块上的两个弧形凹槽，可以在弹性膜的边缘实现与圆形压盘边缘相同的圆弧形的压接延展方向，从而使得整张弹性膜的延展方向保持一致，提高弹性膜对于石墨烯薄膜支撑力的均匀性。根据不同规格的石墨烯薄膜对于延展支撑力的要求，可以对橡胶阻尼柱进行更换，使得第一弹簧体获得不同的形变阻尼，从而改变第一压块和第二压块对于弹性膜的压接力度。在对石墨烯薄膜进行粘合时，通过严格控制粘合过程的压力和固化速度，可以实现石墨烯薄膜与弹性膜的充分接触。本专利技术使用的粘合剂是根据本专利技术所使用的粘合方法所专门配置的，此粘合剂固化过程均匀，且在有机溶剂中可以迅速溶解，残留量少，可以提高石墨烯薄膜转移后的平整度额洁净度。附图说明图1是本专利技术实施例1的结构图。图2是本专利技术实施例1中夹口的结构图。图3是本专利技术实施例1中圆形压盘的结构图。图4是本专利技术实施例1中支架的结构图。图5是本专利技术实施例1中第一压块的结构图。图6是本专利技术实施例1中第二压块的剖面图。图7是本专利技术实施例2中弹性膜与壳体连接部位的结构图。图8是本专利技术实施例3中斜面部的结构图。图中：1、转移器；2、第一液压升降杆；3、壳体；4、弹性膜；5、气孔；6、第二液压升降杆；7、圆形压盘；8、斜面部；9、第三液压升降杆；10、支架；11、第一支撑部；12、第二支撑部；13、第一压块；14、第一弹簧体；15、第二压块；16、夹口；17、第一橡胶垫；18、液压衬套；19、定位螺栓；20、螺栓孔；21、第二弹簧体；22、顶盘；23、底盘；24、环形金属弹片；25、环形凹槽；26、第二橡胶垫；27、插槽；28、第一弧形凹槽；29、第一连接杆；30、第四弹簧体；31、第一橡胶膜；32、齿形面；33、第二弧形凹槽；34、第二连接杆；35、第二橡胶膜；36、第三弹簧体；37、夹持体；38、调节螺栓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯薄膜转移设备，包括电解池、溶解池和转移器(1)，电解池外设置有连接转移器(1)的第一液压升降杆(2)，其特征在于：所述转移器(1)包括圆形的壳体(3)，壳体(3)的底部固定连接有弹性膜(4)，壳体(3)的顶部设置有气孔(5)，壳体(3)顶部的中心设置有第二液压升降杆(6)，第二液压升降杆(6)的底部固定有圆形压盘(7)，圆形压盘(7)的边缘设置有向外倾斜的斜面部(8)，以第二液压升降杆(6)为中心，在壳体(3)的顶部环形排布有三个第三液压升降杆(9)，第三液压升降杆(9)的底部轴接有支架(10)，支架(10)底部设置有第一支撑部(11)和第二支撑部(12)，第一支撑部(11)和第二支撑部(12)之间的夹角为35°，第一支撑部(11)位于靠近壳体(3)侧壁的一侧，第一支撑部(11)的底部固定有第一压块(13)，第二支撑部(12)位于靠近第二液压升降杆(6)的一侧，第二支撑部(12)底部通过第一弹簧体(14)连接有第二压块(15)。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯薄膜转移设备，包括电解池、溶解池和转移器(1)，电解池外设置有连接转移器(1)的第一液压升降杆(2)，其特征在于：所述转移器(1)包括圆形的壳体(3)，壳体(3)的底部固定连接有弹性膜(4)，壳体(3)的顶部设置有气孔(5)，壳体(3)顶部的中心设置有第二液压升降杆(6)，第二液压升降杆(6)的底部固定有圆形压盘(7)，圆形压盘(7)的边缘设置有向外倾斜的斜面部(8)，以第二液压升降杆(6)为中心，在壳体(3)的顶部环形排布有三个第三液压升降杆(9)，第三液压升降杆(9)的底部轴接有支架(10)，支架(10)底部设置有第一支撑部(11)和第二支撑部(12)，第一支撑部(11)和第二支撑部(12)之间的夹角为35°，第一支撑部(11)位于靠近壳体(3)侧壁的一侧，第一支撑部(11)的底部固定有第一压块(13)，第二支撑部(12)位于靠近第二液压升降杆(6)的一侧，第二支撑部(12)底部通过第一弹簧体(14)连接有第二压块(15)。2.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜转移设备，其特征在于：所述第一液压升降杆(2)顶部设置有用于固定壳体(3)的夹口(16)，夹口(16)的底面设置有第一橡胶垫(17)，第一橡胶垫(17)内设置有液压衬套(18)，夹口(16)的顶部设置有定位螺栓(19)，壳体(3)的顶部设置有与定位螺栓(19)相配合的螺栓孔(20)。3.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜转移设备，其特征在于：所述圆形压盘(7)包括通过第二弹簧体(21)连接的顶盘(22)和底盘(23)，底盘(23)上同心设置有若干个环形金属弹片(24)，相邻的环形金属弹片(24)之间通过第三弹簧体(36)相连，顶盘(22)上设置有与环形金属弹片(24)相配合的环形凹槽(25)，环形凹槽(25)的顶部设置有第二橡胶垫(26)，环形金属弹片(24)与环形凹槽(25)间隙配合，顶盘(22)的中心设置有顶销(42)，顶销(42)与最内侧的环形凹槽(25)过盈配合。4.根据权利要求3所述的石墨烯薄膜转移设备，其特征在于：所述第二橡胶垫(26)上设置有若干个插槽(27)，当顶盘(22)向下移动时，环形金属弹片(24)择一地插接在插槽(27)内。5.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜转移设备，其特征在于：所述第一压块(13)的内侧边设置有第一弧形凹槽(28)，第一弧形凹槽(28)的顶点处轴接有两个第一连接杆(29)，第一连接杆(29)的末...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恕广，李泰胧，
申请(专利权)人：烟台市烯能新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37