用于制造碳纳米管的反应室、装置以及系统制造方法及图纸

本发明专利技术披露一种用于制造碳纳米管的反应室、一种用于制造碳纳米管的装置、以及一种用于制造碳纳米管的系统。该反应室包括反应炉、进气口、出气口、以及传热件。反应炉具有用于容纳基板的箱形结构，其中反应炉提供用于在基板上形成碳纳米管的空间。进气口具有形成在反应炉的第一部分的通孔结构，并且出气口具有形成在反应炉的第二部分的通孔结构。传热件沿着基本上平行于基板的方向具有形成在反应炉的第三部分的至少一个矩形通孔结构。该装置包括反应炉、供气件、排气件、以及加热件。该系统包括该装置和传送装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的示例性实施例涉及一种用于制造碳纳米管的反应室、 装置、以及系统。具体地"i兌，本专利技术的示例性实施例涉及一种用于 在高温下制造高纯度碳纳米管的反应室、具有所述制造碳纳米管的 反应室的装置、以及包括制造碳纳米管的反应室的系统。
技术介绍
碳纳米管作为碳的同素异形体可具有晶体结构，在该结构中， 碳原子组合成六边形蜂窝结构。碳纳米管通常具有大约几纳米的直 径。由于碳纳米管具有极好的机械特性、场致发射特性、电选择性、 以及高效氢储存特性，石灰纳米管^皮广泛应用在各个领域中，例如4元 空和航天工程、环境和动力工业、材料和制药工程、电气和电子设 备、生物工艺学、安全控制技术等。传统的碳纳米管通过放电过程、等离子体化学汽相淀积(CVD ) 过程、热CVD过程、热分解过程等而获得。具体地，通常采用热 CVD过程和热分解过程来制造传统的石友纳米管。图1是示出用于制造碳纳米管的传统装置的示意性横截面一见图。为了通过热CVD过程或热分解过程来制造碳纳米管，用于制 造碳纳米管的传统装置包括圓柱形的反应管1以及用于加热反应管 1的加热件3，如图1所示。加热件3包括围绕圆柱形的反应管1 的加热线圏。反应管1可以^皮加热件3加热到高于1,000。C的温度。用于制造碳纳米管的传统装置在图1中示出，气体穿过反应炉 的一个侧部^皮:提供到反应管1中，并且该气体穿过反应管1的另一 个侧部从反应炉1中排出。在基板装到反应管1中之后，在将气体 提供到基板上的同时，通过将反应管l加热到较高的温度，碳纳米 管形成在基板上。但是，在用于制造碳纳米管的传统装置中，当加热件3完全围 绕反应管l时，传统装置的其它元件可能受到热损坏，因此加热件 3部分地围绕反应管1。因此，反应管1用于形成碳纳米管的空间 相对减小，并且传统装置的效率会降低。即，基板仅位于反应管1 的被加热件3围绕的空间中，使得传统装置的效率降低。更具体地， 只有反应管1的整个内部的40%至60。/。可用作形成石友纳米管的空 间。此外，由于气体穿过反应管1中相对较宽的部分，直到气体到 达位于反应管1的用于形成石岌纳米管的空间的基^L,因此气体不能 -陂均匀地4是供到反应管1中，从而使碳纳米管的纯度降4氐。由于传 统装置的效率减小，并且气体不能被均匀地提供到基板上，因此使 用传统装置制造的碳纳米管具有较低的纯度，并且传统装置不适于 应用在高产量制造中。此外，加热件3直4妄加热传统装置的反应管 1，从而相当大地降低了反应管1的寿命。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例提供一种用于制造碳纳米管的反应室， 以确保石友纳米管具有较高的纯度以及确保该反应室具有较高的空 间-丈率和生产-丈率。本专利技术的示例性实施例提供一种用于制造^友纳米管的装置，以 确保碳纳米管具有较高的纯度以及确保该装置具有專交高的空间效 率和生产效率。本专利技术的示例性实施例提供一种用于制造碳纳米管的系统，以 确保碳纳米管具有较高的纯度以及确保该系统的具有專交高的空间 凌文率和生产-文率。根据本专利技术的 一个方面，提供一种用于制造碳纳米管的反应 室，该反应室包凌舌反应炉、进气口、出气口、以及传热ff。反应炉 可具有用于容纳基板的箱形结构。反应炉可4是供用于在基板上形成 碳纳米管的空间。进气口可具有形成在反应室的第 一部分的通孔结 构。进气口可提供形成碳纳米管的源气流入到反应室内的通道。出 气口可具有形成在反应室的第二部分的通孔结构。出气口可4是供源 气从反应室流出的通道。传热件沿着与基板基本平行的方向具有至 少 一个形成在反应室的第三部分的矩形通孔结构。传热件可提供传 递热量的通道，以力P热反应室。在本专利技术的示例性实施例中，反应炉可包含石英、石墨、或者 石英和石墨的混合物。在本专利技术的示例性实施例中，反应炉可具有矩形箱形结构，其 中该矩形箱形结构具有基本上垂直于基板的短轴，以及基本上平行 于基板并且基本上长于短轴的长轴。在本专利技术的示例性实施例中，进气口和出气口可4皮此相对。 在本专利技术的示例性实施例中，传热件可包括形成在反应炉的多 个部分上的多个通孔结构，其中多个通孔结构面对装到反应炉中的 基^反的正面和背面。在本专利技术的示例性实施例中，反应室可包括具有形成在反应炉 的第四部分的通孔结构上的压力控制通道。压力控制通道可纟是供用于调节反应炉的压力的通道。在本专利技术的示例性实施例中，反应炉还包括具有i殳置在反应室 的侧部的门结构、百叶窗结构或滑动结构的打开和关闭件。基板可 通过打开和关闭件装入反应炉中，或乂人反应炉卸下。根据本专利技术的另 一方面，提供一种用于制造碳纳米管的装置， 该装置包括反应室、供气件、以及加热件。反应室包括反应炉、进 气口、出气口、以及传热件。反应炉可具有用于容纳基板的箱形结 构。反应炉可提供用于在基板上形成碳纳米管的空间。进气口可具 有形成在反应炉的第 一部分的通孔结构。进气口可冲是供形成>^友纳米 管的源气流入到反应炉内的通道。出气口可具有形成在反应炉的第 二部分的通孔结构。出气口可4是供源气乂人反应炉流出的通道。传热 件沿着与基板基本平行的方向具有至少一个形成在反应炉的第三部分的矩形通3L结构。传热〗牛可^是供用于加热反应炉而传递热量的 通道。供气件可连接至进气口，以便通过进气口将源气提供到反应 炉中。排气件可连接至出气口，以便通过出气口将源气从反应炉排 出。加热件可面对传热件，以通过传热件将热量4是供到反应炉中， 乂人而力口热反应炉。在本专利技术的示例性实施例中，反应炉可包含石英、石墨、或者 石英和石墨的混合物。反应炉可具有矩形箱形结构，其中该矩形箱 形结构具有基本上垂直于基板的短轴，以及基本上平行于基板并且 基本上长于短轴的长轴。在本专利技术的示例性实施例中，进气口和出气口可4皮此相对。传 热件可包括形成在反应炉的多个部分上的多个通孔结构，其中多个 通孔结构面对装到反应炉中的基才反的正面和背面。在本专利技术的示例性实施例中，该装置还包括压力控制通道以及 压力控制件。压力控制通道可具有形成在反应炉的第四部分的通孔 结构。压力控制通道可提供用于调节反应炉的压力的通道。压力控 制件可连4妄至压力控制通道，以-使通过压力控制通道调节反应室内 的压力。在本专利技术的示例性实施例中，反应炉可包4舌具有i殳置在反应室 的侧部的门结构、百叶窗结构或滑动结构的打开和关闭件。这里， 基板可通过打开和关闭件装入反应炉中，或从反应炉卸下。在本专利技术的示例性实施例中，加热件可包括灯、反射板、以及 加热板。反射板可将灯产生的热量反射向传热件。加热板可覆盖传 热件，以将灯产生的热量充分地朝向传热件传递。在本专利技术的示例性实施例中，灯可包括鹵素灯或红外线灯。在本专利技术的示例性实施例中，加热板可包含石英、石墨、或者 石英和石墨的混合物。这里，该装置可还包括密封件，该密封件用 于密封充分覆盖传热件的加热板的边缘部分。在本专利技术的示例性实施例中，该装置可包括至少两个堆叠的反 应室。在本专利技术的示例性实施例中，舟皿(boat)可安装在反应室的 反应炉中。这里，基板可装在舟皿上。在本专利技术的示例性实施例中，彼此相对的热转换件可设置在反 应室的反应炉的内侧部。每个热转换件可将传递到反应室中的热量 朝向反应室的中央聚集。在本专利技术的示例性实施例中，供气件可包4舌喷洒头，该喷洒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造碳纳米管的反应室，包括：反应炉，具有用于容纳基板的箱形结构，所述反应炉提供用于在所述基板上形成碳纳米管的空间；进气口，具有形成在所述反应室的第一部分处的通孔结构，所述进气口为用于形成碳纳米管的源气流入到所述反应室提供通道；出气口，具有形成在所述反应室的第二部分处的通孔结构，所述出气口为所述源气从所述反应室流出提供通道；以及传热件，沿着基本上平行于所述基板的方向具有形成在所述反应室的第三部分处的至少一个矩形通孔结构，所述传热件提供用于传递热量以加热所述反应室的通道。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金成洙，全钟官，
申请(专利权)人：细美事有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]