一种工业化化学气相沉积装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供的一种工业化化学气相沉积装置，包括多个依次相连接的腔体，所述的多个依次相连接的腔体从前往后依次为前置换室、预热室、反应室、冷却室和后置换室，所述前置换室的前壁、后置换室的后壁及各腔体之间相连接处均设置有闸门，各个腔体的侧壁上均设置有进气口和出气口，各腔体内均设置有传送装置和温度传感器，所述的传送装置用于相邻腔体之间的物料传送，所述预热室和反应室内均设置有加热装置，所述冷却室内设置有冷却装置。本实用新型专利技术提供的一种工业化化学气相沉积装置能够适用于不同尺寸的基材，不受管式炉管径的限制，能够分批次连续进行纳米材料或涂层的生长，可满足工业化生产的需要，且生产效率高，保护气体使用量少。

An Industrial Chemical Vapor Deposition Device

The utility model provides an industrialized chemical vapor deposition device, which comprises a plurality of successively connected chambers. The plurality of successively connected chambers are in turn front displacement chamber, preheating chamber, reaction chamber, cooling chamber and rear displacement chamber from the front to the rear. The front wall of the front displacement chamber, the back wall of the rear displacement chamber and the connecting points between the chambers are provided with gates, and each chamber is connected in turn. An air inlet and an air outlet are arranged on the side wall, and a transmission device and a temperature sensor are arranged in each chamber. The transmission device is used for material transmission between adjacent chambers. A heating device is arranged in both the preheating chamber and the reaction chamber, and a cooling device is arranged in the cooling chamber. The industrialized chemical vapor deposition device provided by the utility model can be applied to different sizes of substrates, not limited by the tube diameter of the tubular furnace, can continuously grow nano-materials or coatings in batches, can meet the needs of industrialized production, and has high production efficiency and less use of protective gas.

【技术实现步骤摘要】
一种工业化化学气相沉积装置
本技术涉及化学气相沉积装置
，具体涉及一种工业化化学气相沉积装置。
技术介绍
纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级（1-100nm）的材料，是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料，其在光、电、磁、热、力学等方面具有优异的性能，尤其片状的纳米材料（如碳纳米材料）在电、热传导方面具有极大的优势，因此，纳米材料在电子、信息、能源、材料和生物医药等领域具有广阔的应用前景。现有纳米材料的制备方法主要有化学气相沉积法、物理气相沉积法、机械合金法、液相化学合成法、超声波辐射法等。其中，化学气相沉积CVD法是通过控制反应体系的压力、温度、反应时间，调节反应气体浓度、或者选择合适的催化剂在基材表面沉积出纳米材料及涂层。化学气相沉积法是纳米薄膜材料制备中使用最多的一种工艺，广泛应用于各种结构材料和功能材料的制备。目前，用化学气相沉积法制备纳米材料及涂层的设备通常采用的是管式炉，设备在抽真空或通入保护气体后，采用电阻丝在石英管或刚玉管外围对内部进行加热；由于石英管或刚玉管外径通常为60-120mm尺寸较小，基材尺寸受限；而且，整个化学气相沉积的过程需要经过预热、反应、冷却三个阶段，耗时较长，单台设备产能有限，适用于实验室中在小片基材表面制备纳米材料及涂层。因工业化生产要求制备装置能稳定、低成本地生产大面积、纯度高的纳米材料及涂层，现有装置还不能满足纳米材料及涂层产业化的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工业化化学气相沉积装置。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种工业化化学气相沉积装置，包括多个依次相连接的腔体，所述的多个依次相连接的腔体从前往后依次为前置换室、预热室、反应室、冷却室和后置换室，所述前置换室的前壁、后置换室的后壁及各腔体之间相连接处均设置有闸门，各个腔体的侧壁上均设置有进气口和出气口，各腔体内均设置有传送装置和温度传感器，所述的传送装置用于相邻腔体之间的物料传送，所述预热室和反应室内均设置有加热装置，所述冷却室内设置有冷却装置。上述的工业化化学气相沉积装置，其中，所述预热室为多个，多个所述预热室从前往后依次相连接，最前端的预热室与所述的前置换室相连接，最后端的预热室与所述的反应室相连接，且相邻的预热室相连接处均设置有闸门。上述的工业化化学气相沉积装置，其中，所述冷却室为多个，多个所述冷却室从前往后依次相连接，最前端的冷却室与所述的反应室相连接，最后端的冷却室与所述的后置换室相连接，且相邻冷却室相连接处均设置有闸门。上述的工业化化学气相沉积装置，其中，所述前置换室内设置有加热装置。上述的工业化化学气相沉积装置，其中，所述后置换室内设置有冷却装置。本技术的有益效果如下：1、本技术提供的工业化化学气相沉积装置包括前置换室、预热室、反应室、冷却室和后置换室，在反应室前设置预热室，能够使基材在进入反应室前的温度达到或者接近化学气相沉积的温度，在反应室后设置冷却室，能够使已经发生化学气相沉积反应后的基材进入冷却室冷却，在冷却室后设置后置换室，能够使基材在冷却室冷却到指定温度后进入后置换室冷却，减小反应室和冷却室之间的温差，避免基材上沉积的纳米材料或涂层因进入冷却室后温差较大而发生破裂或损坏，而且还能缩短纳米材料或涂层在冷却室内冷却的时间，便于下一个已经沉积了纳米材料或涂层的基材进入冷却室冷却，以此保证基材分批次连续进行纳米材料或涂层的生长，提高了纳米材料或涂层的生产效率。2、本技术提供的工业化化学气相沉积装置在各腔体相连接处均设置有闸门和各个腔体的侧壁上均设置有进气口和出气口，能够以前后闸门的方式隔绝空气，在基材进入和运出整个化学气相沉积装置时，不会让空气进入预热室、反应室和冷却室，达到气氛保护的要求，在整批纳米材料或涂层生产的过程中，只需装置运行初始状态时，对各个腔体通入保护气体，而在基材进入各个腔体前，只需在前置换室、反应室和后置换室通入保护气体，不需要在预热室和冷却室内通入保护气体，减少了保护气体的使用，而且，在整个装置运行时，只要能够保证相邻两个闸门不能同时打开的原则下，各腔体可同时针对不同的基材进行工作，保证整个装置高效运作。3、本技术提供的工业化化学气相沉积装置中反应室的大小能根据基材的大小进行设计，能够适用于不同尺寸的基材，不受管式炉管径的限制，可满足工业化生产的需要。本技术提供的一种工业化化学气相沉积装置能够适用于不同尺寸的基材，不受管式炉管径的限制，能够分批次连续进行纳米材料或涂层的生长，可满足工业化生产的需要，且生产效率高，保护气体使用量少。附图说明图1是本技术提供的一种工业化化学气相沉积装置的结构示意图；图2是本技术提供的前置换室的结构示意图；图3是本技术提供的预热室的结构示意图图4是本技术提供的反应室的结构示意图；图5是本技术提供的冷却室Ⅰ的结构示意图；图6是本技术提供的冷却室Ⅱ的结构示意图；图7是本技术提供的后置换室的结构示意图；图8是本技术提供的各腔体内部的温度示意图；图9是本技术提供的基材的温度示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1-7所示，本技术提供的一种工业化化学气相沉积装置，包括多个依次相连接的腔体1，所述的多个依次相连接的腔体1内从前往后依次为前置换室2、预热室3、反应室4、冷却室5和后置换室6，前置换室2的前壁、后置换室6的后壁及各个腔体之间相连接处均设置有闸门7，闸门7具有气体密封和隔热功能，各个腔体的侧壁上均设置有进气口8和出气口9，各腔体内均设置有传送装置11和温度传感器，所述传送装置11用于相邻腔体之间的物料传送，预热室和反应室内均设置有加热装置，冷却室内设置有冷却装置，冷缺装置为水冷却，加热装置为硅钼棒或者工业微波加热，温度传感器为B型热电偶。通过在反应室4前设置有预热室3，能够使基材10和支架被输送至反应室4前的温度达到或者接近化学气相沉积的温度，在反应室4后设置冷却室5，能够使已经发生化学气相沉积反应后的基材10进入冷却室5冷却，在冷却室5后设置后置换室6，能够使基材在冷却室5冷却到指定温度后进入后置换室6冷却，不需要基材10在冷却室5内必须冷却至室温，减小反应室4和冷却室5之间的温差，避免基材10上沉积的纳米材料或涂层因进入冷却室5后温差较大而发生破裂或损坏，而且还能缩短纳米材料或涂层在冷却室5内冷却的时间，便于下一个已经沉积了纳米材料或涂层的基材10进入冷却室5冷却，以此保证基材10分批次连续进行纳米材料或涂层的生长，提高了纳米材料或涂层的生产效率；而在各腔体相连接处均设置有具有气体密封和隔热功能的闸门7和各个腔体的侧壁上均设置有进气口8和出气口9，能够以前后闸门的方式隔绝空气，在基板10进入和运出整个化学气相沉积装置时，不会让空气进入预热室3、反应室4和冷却室5，达到气氛保护的要求，在整批纳米材料或涂层生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业化化学气相沉积装置，包括多个依次相连接的腔体，其特征在于，所述的多个依次相连接的腔体从前往后依次为前置换室、预热室、反应室、冷却室和后置换室，所述前置换室的前壁、后置换室的后壁及各腔体之间相连接处均设置有闸门，各个腔体的侧壁上均设置有进气口和出气口，各腔体内均设置有传送装置和温度传感器，所述的传送装置用于相邻腔体之间的物料传送，所述预热室和反应室内均设置有加热装置，所述冷却室内设置有冷却装置。

【技术特征摘要】
1.一种工业化化学气相沉积装置，包括多个依次相连接的腔体，其特征在于，所述的多个依次相连接的腔体从前往后依次为前置换室、预热室、反应室、冷却室和后置换室，所述前置换室的前壁、后置换室的后壁及各腔体之间相连接处均设置有闸门，各个腔体的侧壁上均设置有进气口和出气口，各腔体内均设置有传送装置和温度传感器，所述的传送装置用于相邻腔体之间的物料传送，所述预热室和反应室内均设置有加热装置，所述冷却室内设置有冷却装置。2.如权利要求1所述的工业化化学气相沉积装置，其特征在于，所述预热室为多个，多个所述预热室从前往后依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：张留新，李朝阳，樊利芳，王新宇，阮诗伦，
申请(专利权)人：郑州大工高新科技有限公司，大连理工大学重大装备设计与制造郑州研究院，
类型：新型
国别省市：河南,41