一种改进的碳化硅外延法制备石墨烯的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种改进的碳化硅外延法制备石墨烯的装置，所述反应装置形状为圆桶状，包括了设置在反应装置内壁上铜管、设置在铜管上的感应线圈、与感应线圈相连的高频感应加热设备、多个镍铬铁合金托盘和多个金属多孔板；所述反应装置的底部设有一个可转动圆盘，所述圆盘上设有进气口，所述进气口通过旋转接头与进气管相接，所述进气管上设置有多个扇形喷嘴；所述反应装置的左侧设有抽气阀门。该生产石墨烯的装置结构简单，可旋转进气管使得反应气体均匀与反应物接触，使得生成的石墨烯的品质均一。

An improved device for preparing graphene by silicon carbide epitaxy

The utility model discloses an improved device for preparing graphene by silicon carbide epitaxy. The reaction device is in the shape of a barrel, which comprises a copper tube arranged on the inner wall of the reaction device, an induction coil arranged on the copper tube, a high frequency induction heating device connected with the induction coil, a plurality of nickel-chromium-iron alloy pallets and a plurality of gold. The bottom of the reaction device is provided with a rotatable disc, and an air inlet is arranged on the disc. The air inlet is connected with the air inlet pipe through a rotary joint, and a plurality of fan-shaped nozzles are arranged on the air inlet pipe; and an air exhaust valve is arranged on the left side of the reaction device. The device for producing graphene has simple structure and can rotate the intake pipe so that the reaction gas contacts with the reactant evenly, so that the quality of the graphene produced is uniform.

【技术实现步骤摘要】
一种改进的碳化硅外延法制备石墨烯的装置
本技术涉及一种改进的碳化硅外延法制备石墨烯的装置。
技术介绍
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯在制作锂电池负极时，可以在两面镶嵌锂离子，从而具有普通碳材料两倍甚至更多的比容量，同时石墨烯的微观褶皱表面提供了锂离子额外的存储空间。碳化硅外延生长法制备石墨烯是以SiC单晶片为原料，进行去氧化物处理，然后在高温（通常>1400℃）和超高真空（通常<10-6Pa）（或氩气等稀有气体保护气氛）条件下使其表层中的Si原子蒸发，表面剩下的C原子通过自组形势发生重构，即可得到基于SiC单晶基底的石墨烯，被广泛认为是实现石墨烯在大规模集成电路中应用的唯一途径。目前，在生产石墨烯的装置中，反应气体一般进入反应装置内不均匀，同时气体与反应物的接触不同，使得生成石墨烯的品质不均一。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种改进的碳化硅外延法制备石墨烯的装置。本技术的目的通过以下技术方案来实现：一种改进的碳化硅外延法制备石墨烯的装置，反应装置形状为圆桶状，包括了设置在反应装置内壁上铜管、设置在铜管上的感应线圈、与感应线圈相连的高频感应加热设备、多个镍铬铁合金托盘和多个金属多孔板；所述反应装置的底部设有一个可转动圆盘，所述圆盘上设有进气口，所述进气口通过旋转接头与进气管相接，所述进气管上设置有多个扇形喷嘴；所述反应装置的左侧设有抽气阀门，所述进气管呈s型绕过所述镍铬铁合金托盘，所述扇形喷嘴朝向设备内部。优选地，所述铜管需要进行绝缘处理，所述感应线圈设置在所述铜管之上后需要用绑绕耐高温绝缘胶带。优选地，所述镍铬铁合金托盘两侧焊接在所述金属多孔板上，所述金属多孔板与所述铜管为可拆卸式连接。优选地，所述金属多孔板上设置有一空心圆环，使得所述进气管可以旋转。优选地，所述高频感应加热设备在通电情况下，可以使得反应装置内的金属和反应物质在互感电流的作用下加热到800℃-1800℃。优选地，所述反应装置外侧设有冷却管，其材质为纤维增强塑料软管，所述冷却管与水箱连接。本技术具有以下优点：该生产石墨烯的装置结构简单，可旋转进气管使得反应气体均匀与反应物接触，使得生成的石墨烯的品质均一。附图说明图1为本技术的结构示意图；图中：1-铜管，2-感应线圈，3-高频感应加热设备，4-镍铬铁合金托盘，5-金属多孔板，6-可转动圆盘，7-进气口，8-旋转接头，9-进气管，10-扇形喷嘴，11-抽气阀门，12-冷却管，13-水箱。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的描述，但本技术的保护范围不局限于以下所述。如图1所示，一种改进的碳化硅外延法制备石墨烯的装置，所述反应装置形状为圆桶状，包括了设置在反应装置内壁上铜管1、设置在铜管上的感应线圈2、与感应线圈相连的高频感应加热设备3、多个镍铬铁合金托盘4和多个金属多孔板5；所述反应装置的底部设有一个可转动圆盘6，所述圆盘上设有进气口7，所述进气口7通过旋转接头8与进气管相9接，所述进气管9上设置有多个扇形喷嘴10；所述反应装置的左侧设有抽气阀门11，所述进气管9呈s型绕过所述镍铬铁合金托盘4，所述扇形喷嘴朝向设备内部。优选地，所述铜管1需要进行绝缘处理，所述感应线圈2设置在所述铜管之上后需要用绑绕耐高温绝缘胶带。优选地，所述镍铬铁合金托盘4两侧焊接在所述金属多孔板5上，所述金属多孔板5与所述铜管1为可拆卸式连接。优选地，所述金属多孔板5上设置有一空心圆环，使得所述进气管9可以旋转。优选地，所述高频感应加热设备3在通电情况下，可以使得反应装置内的金属和反应物质在互感电流的作用下加热到800℃-1800℃。优选地，所述反应装置外侧设有冷却管12，其材质为纤维增强塑料软管，所述冷却管12与水箱13连接。本技术的工作过程如下：优选地，先将零偏双抛单晶4H-SiC作为衬底，放置在镍铬铁合金托盘4上，打开抽气阀门，将反应装置内抽为真空，确保装置内达到完全真空的状态。然后从进气口通入反应气体，根据反应阶段，调节反应温度。反应气体沿着进气管9从喷嘴10释放出与反应物进行反应，从而在金属托盘4上形成石墨烯。在反应过程中，利用冷却管12对整个仪器进行降温处理，以达到保护仪器的作用。该装置结构简单，反应装置呈L型，提高了反应气体的利用率，提高了石墨烯的生产量。该生产石墨烯的装置结构简单，可旋转进气管使得反应气体均匀与反应物接触，使得生成的石墨烯的品质均一。最后应该说明的是：以上所述仅为技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，尽管参照前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换，改进等，均应包括含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进的碳化硅外延法制备石墨烯的装置，其特征在于：所述反应装置形状为圆桶状，包括了设置在反应装置内壁上铜管、设置在铜管上的感应线圈、与感应线圈相连的高频感应加热设备、多个镍铬铁合金托盘和多个金属多孔板；所述反应装置的底部设有一个可转动圆盘，所述圆盘上设有进气口，所述进气口通过旋转接头与进气管相接，所述进气管上设置有多个扇形喷嘴；所述反应装置的左侧设有抽气阀门，所述进气管呈s型绕过所述镍铬铁合金托盘，所述扇形喷嘴朝向设备内部。

【技术特征摘要】
1.一种改进的碳化硅外延法制备石墨烯的装置，其特征在于：所述反应装置形状为圆桶状，包括了设置在反应装置内壁上铜管、设置在铜管上的感应线圈、与感应线圈相连的高频感应加热设备、多个镍铬铁合金托盘和多个金属多孔板；所述反应装置的底部设有一个可转动圆盘，所述圆盘上设有进气口，所述进气口通过旋转接头与进气管相接，所述进气管上设置有多个扇形喷嘴；所述反应装置的左侧设有抽气阀门，所述进气管呈s型绕过所述镍铬铁合金托盘，所述扇形喷嘴朝向设备内部。2.根据权利要求1所述的一种改进的碳化硅外延法制备石墨烯的装置，其特征在于：所述铜管需要进行绝缘处理，所述感应线圈设置在所述铜管之上后需要用绑绕耐高温绝缘胶带。3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴翀，魏欣，魏泽忠，
申请(专利权)人：成都格莱飞科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51