一种碳纳米管阵列的制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种碳纳米管阵列的制备装置，其包括一种碳纳米管阵列的制备装置，其包括一反应腔及一通气元件，该通气元件设置于反应腔内，所述通气元件包括一进气口和至少一出气口，所述进气口用于向通气元件中传输气体，所述出气口用于向反应腔内输入气体和支撑用于生长碳纳米管阵列的基底，其中，所述基底包括至少一个通孔，该基底覆盖通气元件的出气口，通孔设置在出气口上。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米管阵列的制备装置
本专利技术涉及一种碳纳米管阵列的制备装置。
技术介绍
碳纳米管是九十年代初才发现的一种新型一维纳米材料。碳纳米管的特殊结构决定了其具有特殊的性质，如高抗张强度和高热稳定性；随着碳纳米管螺旋方式的变化，碳纳米管可呈现出金属性或半导体性等。由于碳纳米管具有理想的一维结构以及在力学、电学、热学等领域优良的性质，其在材料科学、化学、物理学等交叉学科领域已展现出广阔的应用前景，在科学研究以及产业应用上也受到越来越多的关注。目前比较成熟的制备碳纳米管的方法主要包括电弧放电法(Arcdischarge)、激光烧蚀法(LaserAblation)及化学气相沉积法(ChemicalVaporDeposition)。其中，化学气相沉积法和前两种方法相比具有产量高、可控性强、与现行的集成电路工艺相兼容等优点，便于工业上进行大规模合成，因此近几年备受关注。此外，采用化学气相沉积法在基底上生长出碳纳米管阵列后，碳纳米管阵列往往附着在基底表面上，不易与生长基底分离。通常采用一刀片或镊子等工具通过机械外力将碳纳米管阵列从基底上剥离，然而由于碳纳米管阵列与基底之间的附着力较大，通过上述机械剥离方法分离得到的碳纳米管阵列中含有较多的催化剂颗粒，影响碳纳米管阵列的质量及应用产品的使用效果。
技术实现思路
确有必要提供一种碳纳米管阵列的制备装置，利用该装置制备的碳纳米管阵列易与生长基底分离。一种碳纳米管阵列的制备装置，其包括一反应腔及一通气元件，该通气元件设置于反应腔内，所述通气元件包括一进气口和至少一出气口，所述进气口用于向通气元件中传输气体，所述出气口用于向反应腔内输入气体和支撑用于生长碳纳米管阵列的基底，其中，所述基底包括至少一个通孔，该基底覆盖通气元件的出气口，通孔设置在出气口上。与现有技术相比，本专利技术提供的碳纳米管阵列的制备装置具有以下优点：当碳纳米管阵列生长结束后，停止通入碳源气，由一通气元件输送氧气至一包括至少一个通孔的基底未沉积有催化剂的一面，氧气由基底的通孔进入反应腔，最先与碳纳米管阵列的根部接触，在高温环境下，与碳纳米管阵列的顶端和侧壁相比，碳纳米管阵列中缺陷较多的根部更容易与氧气反应，生成二氧化碳，从而减少了碳纳米管阵列与基底之间的接触力，有利于碳纳米管阵列与基底分离。附图说明图1为本专利技术实施例提供的碳纳米管阵列的制备装置的示意图。图2为本专利技术实施例采用的第一种通气元件的剖面结构的示意图及将基底设置于通气元件出气口上的剖面结构示意图。图3为本专利技术实施例采用的第二种通气元件的剖面结构的示意图及将基底设置于通气元件出气口上的剖面结构示意图。图4为本专利技术实施例采用的第三种通气元件的剖面结构的示意图及将基底设置于通气元件出气口上的剖面结构示意图。图5为本专利技术实施例采用的第四种通气元件的剖面结构的示意图及将基底设置于通气元件出气口上的剖面结构示意图。图6为本专利技术实施例中采用的具有至少一个微孔的基底的结构示意图。图7为本专利技术实施例中采用的具有至少一条间隙的基底的结构示意图。图8为本专利技术实施例中采用的由多个小尺寸的基底并排间隔设置而成的基底的结构示意图。图9为本专利技术实施例中将多个小尺寸的基底并排间隔设置在通气元件出气口上的俯视图。图10为本专利技术实施例提供的碳纳米管阵列的制备方法的流程示意图。主要元件符号说明碳纳米管阵列制备装置10反应腔101通气元件102气体输送管道103承载部104进气口105出气口106支撑部107基底108通孔109催化剂110如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式以下将结合附图及具体实施例详细说明本技术方案所提供的碳纳米管阵列的制备装置及利用该装置制备碳纳米管阵列的方法。本专利技术提供了一种碳纳米管阵列的制备装置，其包括一反应腔及一通气元件，该通气元件设置于反应腔内，所述通气元件包括一进气口和至少一出气口，所述进气口用于向通气元件中传输气体，所述出气口用于向反应腔内输入气体和支撑用于生长碳纳米管阵列的基底，其中，所述基底包括至少一个通孔，该基底覆盖通气元件的出气口，通孔设置在出气口上。请参阅图1，本专利技术实施例提供了一种碳纳米管阵列的制备装置10。所述碳纳米管阵列制备装置10包括：一反应腔101，该反应腔101包括两个开口(图未示)；一通气元件102，所述通气元件102设置于反应腔101内，该通气元件102包括一气体输送管道103和一承载部104；一加热元件(图未示)；一基底108，该基底具有多个通孔109，且该基底表面除去通孔的其余部分沉积有催化剂110。所述反应腔101可以为一石英管，化学性能稳定、耐高温的材质形成的可密封的腔体即可，所述反应腔101内可以设有流量计用于检测气体的流量或设有压强计用于检测反应腔内压强的变化，此外，所述反应腔101还可以与一抽低空装置相连，用于降低反应腔内的气压。所述通气元件102中的气体输送管道103与承载部104连接，气体输送管道103包括一进气口105，承载部104包括至少一个出气口106。所述通气元件102将从进气口105输入的气体通至所述基底108未沉积有催化剂的一面，使气体经由通孔109进入反应腔101。所述进气口105从反应腔101的一个开口延伸至反应腔101外部。所述气体输送管道103将由进气口105输入的气体通入所述承载部104内，从承载部104的出气口106输出，然后气体由所述基底108的通孔109进入反应腔101。所述气体输送管道103可以为一石英管。所述气体输送管道103与所述承载部104密封连接。所述气体输送管道103与承载部104的连接方式不限，只要能传输气体，将气体通入所述承载部104即可。所述气体输送管道103和所述承载部104可以为如图2所示的一体结构。可以理解，所述气体输送管道103和所述承载部也可以为分开的结构，所述气体输送管道103通过所述承载部104侧壁上或与出气口106相对的底面上的开口与所述承载部104连接。所述承载部104用于承载基底108，并通过出气口106向反应腔101通入气体。所述承载部104为一半封闭型容器，其可以为一石英舟。所述承载部104包括至少一个出气口106，所述出气口106使进气口105输入的气体经由所述通孔109进入反应腔101。如图2、图3或图4所示，所述承载部104可以仅包括一个出气口106。将所述承载部104的出气口106的周边侧壁定义为支撑部107，用于支撑基底108，使基底108相对于出气口106悬空设置。请参阅图2，当支撑部107用于支撑基底108的一端平整时，可以在支撑部107的端部涂上粘结剂，将所述基底108粘在所述支撑部107上。请参阅图3，当支撑部107用于支撑基底108的一端呈阶梯状时，可以不需要粘结剂，就可以将所述基底106固定在该支撑部107上。请参阅图4，当支撑部107用于支撑基底108的一端包括多级阶梯时，可以承载不同尺寸的基底，满足不同的生产需求。在别的实施例中，如图5所示，所述承载部105可以包括多个出气口106，所述多个出气口106的形状及排列方式不限，只要能使气体通过，进入反应腔101即可。具体地，所述多个出气口106位于承载部105的同一面上，将包含多个出气口的一面定义为支撑部107，所述基底108设置于所述承载部10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纳米管阵列的制备装置，其包括：一反应腔及一通气元件，该通气元件设置于反应腔内，所述通气元件包括一进气口和至少一出气口，所述进气口用于向通气元件中传输气体，所述出气口用于向反应腔内输入气体和支撑生长碳纳米管阵列的基底，其中，所述基底包括至少一个通孔，该基底覆盖通气元件的出气口，所述通孔设置在出气口上。

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管阵列的制备装置，其包括：一反应腔及一通气元件，该通气元件设置于反应腔内，所述通气元件包括一进气口和至少一出气口，所述进气口用于向通气元件中传输气体，所述出气口用于向反应腔内输入气体和支撑生长碳纳米管阵列的基底，其中，所述基底包括至少一个通孔，该基底覆盖通气元件的出气口，所述通孔设置在出气口上。2.如权利要求1所述的碳纳米管阵列的制备装置，其特征在于，所述通气元件包括一气体输送管道和一承载部，所述气体输送管道与所述承载部连接，其中，所述气体输送管道包括所述进气口，所述承载部为一包括所述出气口的半封闭型结构。3.如权利要求2所述的碳纳米管阵列的制备装置，其特征在于，所述承载部包括一个出气口，所述出气口的周边侧壁为支撑部，所述支撑部用于支撑所述基底。4.如权利要求3所述的碳纳米管阵列的制备装置，其特征在于，所述支撑部用于支撑所述基底的一端平整或呈阶梯状。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亮，蔡琪，郑秋秋，
申请(专利权)人：清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11