一种石墨坩埚盖与CVD法制石墨烯粉体系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种石墨坩埚盖与CVD法制石墨烯粉体系统，所述石墨坩埚盖包括可拆卸连接的上盖和底板；所述上盖和底板围成的腔体内设置有隔热区。本实用新型专利技术提供了一种石墨坩埚盖，通过在石墨坩埚盖的内部设置隔热区，有效的阻挡了热量传输，对石墨坩埚内部的液态铜可以起到很好的保温作用，从而降低了石墨烯粉体制造的能耗，并节省了成本。并节省了成本。并节省了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨坩埚盖与CVD法制石墨烯粉体系统


[0001]本技术属于石墨烯粉体制造
，涉及石墨坩埚盖，尤其涉及一种石墨坩埚盖与CVD法制石墨烯系统。

技术介绍

[0002]石墨烯粉体目前常用的制备方法有氧化
‑
还原、液相剥离、超临界剥离和CVD方法，其中氧化
‑
还原法虽然能够得到层数较少的石墨烯粉体，但是在制备过程中使用的大量的强氧化剂不仅严重破坏石墨烯的晶型结构，导致导电、导热性能下降，而且排放含大量强酸、强氧化剂的废液也会严重污染环境；液相剥离以及超临界剥离，石墨晶型结构虽然都能较好保留，但是层数不可控，厚度很大，厚度范围很宽。
[0003]CVD方法制备的石墨烯粉体是目前公认的质量最好的石墨烯材料，对下游高端应用开发具有重要意义。但是由于CVD方法生长石墨烯粉体在熔融态的液态铜中鼓气泡生长石墨烯，在通气生长过程中铜液飞溅很严重，石墨坩埚盖就成为不可缺少的配套制品以阻止铜液飞溅。
[0004]CN 105066694A公开了一种石墨坩埚盖，包括采用天然石墨制成的石墨坩埚盖本体，所述的坩埚盖本体为圆锥结构，坩埚盖内部为一个圆锥形空腔，所述的坩埚盖本体侧面的曲面上设置有四个相互对称的圆孔，所述的圆孔将外部空气与坩埚盖内部空腔联通，所述的坩埚盖本体的圆锥顶部设置有一个钩环，所述的坩埚盖本体竖向截面中圆锥顶角角度为锐角。通过上述方式，所述石墨坩埚盖的结构简单，不同于普通的平面坩埚盖，该石墨坩埚盖为空腔圆锥造型，圆锥顶角设置成锐角，并且在圆锥侧面设置通孔，不但可以有效防止坩埚内的受热物跳出，而且保证了外部空气可自由进出石墨坩埚内部进行氧化反应，实用性强，有一定的经济效益和市场前景。
[0005]CN 215261160U涉及一种应用于石墨坩埚的坩埚盖机构，包括坩埚本体和坩埚盖本体，所述坩埚盖本体对应安装在所述坩埚本体上方，所述坩埚盖本体下端面开设有安装槽，所述安装槽内部顶端设置有多个连接座，多个所述连接座下端面均对应所述坩埚本体开设有卡紧槽，所述坩埚盖本体上端开设有散热槽，所述散热槽内设置有多个温度调节片，所述散热槽内壁上对应多个所述温度调节片开设有多个限位槽，所述坩埚本体底端中心位置开设有放液孔，所述坩埚盖顶端中心位置开设有定位孔，所述定位孔内设置有密封杆，所述密封杆底端对应所述放液孔设置有密封尖；连接座的设计，方便安装；温度调节片的设计，加强散热；密封杆的设计，便于放液。
[0006]上述技术方案中，由于石墨的高导热性能，这种石墨坩埚盖能够将坩埚中的高温液态铜产生的巨大的辐射热量快速传导并辐射出去，这样为了维持一定的生长温度就需要额外提高加热功率，由此必然会增加能耗。
[0007]因此，如何能够降低能耗，在石墨烯粉体制备中提高隔热效果，是石墨烯粉体制造
急亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种石墨坩埚盖与CVD法制石墨烯系统，通过在上盖与底板组成的空腔内部填充导热系数低的隔热材料得到隔热区，可以有效的阻挡热量传输，对石墨坩埚内部液态铜可以起到很好的保温作用。
[0009]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本技术提供了一种石墨坩埚盖，所述石墨坩埚盖包括可拆卸连接的上盖和底板；所述上盖和底板围成的腔体内设置有隔热区。
[0011]本技术提供了一种石墨坩埚盖，通过在石墨坩埚盖的内部设置隔热区，有效地阻挡了热量传输，对石墨坩埚内部的液态铜可以起到很好的保温作用，从而降低了石墨烯粉体制造的能耗，并节省了成本。
[0012]优选地，所述隔热区填充体积占所述腔体体积的60
‑
90％，例如可以是60％、65％、70％、80％、85％或90％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0013]所述隔热区内通过填充本领域常规的隔热材料起到隔热作用。所述隔热材料具有低导热系数，例如可以是氧化铝纤维、二氧化硅纤维、碳化硅纤维、硅酸铝纤维、莫来石纤维、碳纤维或膨胀石墨。
[0014]优选地，所述上盖与底板上设置螺纹结构，用于连接。
[0015]本技术所提供的石墨坩埚盖的上盖和底板采用螺纹连接，便于拆卸。
[0016]优选地，所述上盖包括顶板和侧环。
[0017]优选地，所述顶板与侧环的外径相同。
[0018]本技术所述顶板与侧环为一体结构。
[0019]优选地，所述顶板的中心位置处设置有顶板进气口，所述底板的中心位置处设置有底板进气口。
[0020]优选地，所述顶板进气口与底板进气口之间连接低温段进气管。
[0021]优选地，所述顶板进气口、底板进气口与低温段进气管上设置螺纹结构，用于连接。
[0022]优选地，所述低温段进气管的管壁底部设置有凸台，所述凸台与底板水平贴合。
[0023]优选地，所述凸台的直径为低温段进气管直径的1.5
‑
2.5倍，例如可以是1.5倍、1.7倍、2倍、2.2倍或2.5倍，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0024]优选地，所述凸台与底板之间设置有密封垫圈。
[0025]优选地，所述密封垫圈包括膨胀石墨纸密封垫圈。
[0026]优选地，所述顶板上设置有顶板排气口，所述底板上设置有底板排气口。
[0027]所述顶板排气口和底板排气口的圆心在同一轴线上。
[0028]优选地，所述顶板排气口与底板排气口之间连接排气管。
[0029]优选地，所述顶板排气口、底板排气口与排气管上设置螺纹结构，用于连接。
[0030]优选地，所述排气管的管壁底部设置有凸台，所述凸台与底板水平贴合。
[0031]优选地，所述凸台的直径为排气管直径的1.5
‑
2.5倍，例如可以是1.5倍、1.7倍、2倍、2.2倍或2.5倍，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0032]优选地，所述凸台与底板之间设置有密封垫圈。
[0033]所述垫圈的厚度为0.5
‑
2mm，例如可以是0.5mm、0.8mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm或2mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0034]所述垫圈的外径与凸台的外径相同。
[0035]优选地，所述密封垫圈包括膨胀石墨纸密封垫圈。
[0036]本技术提供的低温段进气管与排气管，均通过螺纹结构连接于石墨坩埚盖的顶板和底板，便于维修拆卸。
[0037]所述低温段进气管与底部管壁上的凸台为一体结构，所述排气管与底部管壁上的凸台为一体结构。
[0038]本技术在低温段进气管的底部和排气管底部均设置有凸台，并在凸台与底板之间设置密封垫圈，可以有效的避免在液态铜中通入混合气体生长时，由于气泡爆破产生震动导致石墨坩埚盖被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨坩埚盖，其特征在于，所述石墨坩埚盖包括可拆卸连接的上盖和底板；所述上盖和底板围成的腔体内设置有隔热区；所述上盖包括顶板和侧环；所述顶板的中心位置处设置有顶板进气口，所述底板的中心位置处设置有底板进气口；所述顶板进气口与底板进气口之间连接低温段进气管。2.根据权利要求1所述的石墨坩埚盖，其特征在于，所述隔热区的体积占所述腔体的体积的60
‑
90％。3.根据权利要求1所述的石墨坩埚盖，其特征在于，所述上盖与底板上设置螺纹结构，用于连接；所述顶板与侧环的外径相同。4.根据权利要求1所述的石墨坩埚盖，其特征在于，所述顶板进气口、底板进气口与低温段进气管上设置螺纹结构，用于连接。5.根据权利要求1所述的石墨坩埚盖，其特征在于，所述低温段进气管的管壁底部设置有凸台，所述凸台与底板水平贴合；所述凸台的直径为低温段进气管直径的1.5
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2.5倍；所述凸台与底板之间设置有密封垫圈；所述密封垫圈包括膨胀石墨纸密封垫圈。6.根据权利要求1所述的石墨坩埚盖，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王增奎，金虎，邓科文，常博文，
申请(专利权)人：常州二维碳素科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：