一种石墨坩埚制造技术

本实用新型专利技术提供了一种石墨坩埚，所述石墨坩埚包括埚体和坩埚盖，所述埚体包括埚体底部、内壁和外壁；所述内壁上设置有支撑平台，所述支撑平台用于水平放置坩埚盖；所述内壁上设置有凹槽，所述凹槽与支撑平台相连；所述坩埚盖包括进气孔和排气孔。本实用新型专利技术通过在石墨坩埚的内壁上设置凹槽，凹槽位于与上口处的支撑平台与内壁相接的位置，可以有效的阻止在石墨坩埚内通气时液体飞溅至炉腔内，石墨坩埚内的支撑平台位于加热系统内部，使得坩埚盖与石墨坩埚内部的支撑平台结合面处于高温加热区，避免了在接缝位置铜液凝结聚集。避免了在接缝位置铜液凝结聚集。避免了在接缝位置铜液凝结聚集。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨坩埚


[0001]本技术属于坩埚
，涉及一种石墨坩埚。

技术介绍

[0002]CVD法生长的石墨烯粉体是目前已知的缺陷最少，层数最薄，片径最大的石墨烯粉末。CVD生长石墨烯粉体是将铜放置于石墨坩埚中，在惰性气氛保护下，高温熔化成液态铜，然后将用惰性气体稀释的碳源气体通入液态铜液面下，随着气体不断通入，就会在铜液面下产生大量气泡，在气泡表面生长石墨烯，当气泡到达液面，气泡破裂，石墨烯粉体与铜膜分离，石墨烯粉体被气流从排气管道携带出去，进入收集箱。但是在生长石墨烯粉体的过程中，由于是将气体通入铜液面下，特别是通入大流量气体时，铜液飞溅非常严重，从坩埚口与坩埚盖之间缝隙大量飞出，对感应线圈加热系统造成严重的安全隐患。
[0003]CN 213139844U公开了一种石墨坩埚的包装结构，其包括蜂窝纸板箱体，其箱体外切于石墨坩埚的外轮廓线，并在箱体内表面上涂装有一层聚氨酯防水涂料；箱体顶面开口，并通过箱盖封闭；箱体底面上成型有卡板以及垫板，卡板和垫板与箱体截面相匹配，所述卡板为胶合板，其上表面上成型有与石墨坩埚底面相匹配的盲槽，所述垫板为蜂窝纸板，穿装于石墨坩埚的底部位置；所述箱体在连接边的外侧通过L形压合纸板进行包边；而在所述箱体的竖向连接边内侧则成型有顶靠于石墨坩埚侧壁上的聚氨酯泡沫衬块。本技术工艺简单，加工方便，且能实现对包装内石墨坩埚进行固位保护。
[0004]CN 103387416A一种提高介质熔炼中石墨坩埚使用寿命的方法。石墨坩埚放置于炉体内，石墨坩埚和石墨坩埚中安装有感应线圈，方法如下：(1)先将石墨保护环固定在石墨坩埚上沿，然后向石墨坩埚内加入工业硅；(2)开启感应线圈，加热使工业硅熔化成硅液，在石墨坩埚的中心轴处立放入石墨柱，使得硅液液面上升；(3)向石墨坩埚内继续添加工业硅，控制感应线圈升高温度，使熔化后的硅液液面高度高于石墨坩埚壁上沿，但低于石墨保护环的上沿，再加入造渣剂，使其表面仍然低于石墨保护环的上沿，从而进行熔炼；(4)熔炼结束后，硅液与石墨坩埚反应得到碳化硅涂层，然后取出石墨柱和石墨保护环，降低温度后倒出硅液。
[0005]由于安装坩埚时为防止周围填充的耐火砂掉入坩埚，坩埚口必然高出感应线圈上表面，由此坩埚盖与坩埚口对接位置处于低温区。当混合气体通入液态铜时，特别是通入大流量气体时，铜液飞溅非常严重，大量铜液从坩埚盖与坩埚口支撑平台缝隙飞溅出去，对加热系统系统会造成严重的安全隐患，还有会有大量铜在缝隙处凝固，聚集，形成大铜柱，不仅会堵塞排气口，也会造成坩埚盖无法与坩埚也顺利分离。
[0006]以上技术方案中通过改进石墨坩埚包装的使用方法，来避免产生铜液飞溅。然而石墨坩埚本身的结构并没有进行改进，因此，如何通过设计改变石墨坩埚的结构，使得生长石墨烯粉体的铜液不会飞溅出去、在坩埚盖与坩埚口支撑平台位置不会有铜凝结聚集现象，是石墨坩埚
亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]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，在坩埚与加热区域之间设置一个缓冲区域，能够有效的避免坩埚内的高温液体飞溅，同时，避免了飞溅出去的高温液体在加热区域凝结聚集。
[0008]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0009]一种石墨坩埚，所述石墨坩埚包括埚体和坩埚盖，所述埚体包括底部和侧部；
[0010]所述侧部的内壁上设置有支撑平台，所述支撑平台用于水平放置坩埚盖；
[0011]所述支撑平台与内壁之间设置有凹槽；
[0012]所述坩埚盖包括进气孔和排气孔。
[0013]本技术通过在石墨坩埚的内壁与支撑平台之间设置凹槽，有效的阻止了在通气时石墨坩埚内的液体飞溅出去，避免飞溅的液体进入炉腔中，保证了加热的正常进行。石墨坩埚内的支撑平台位于加热系统内部，使得坩埚盖与石墨坩埚内部的支撑平台结合面处于高温加热区，避免了在接缝位置的铜液凝结聚集。
[0014]当在液态铜中通入大流量的混合气体时，飞溅的铜液首先穿过支撑平台和坩埚盖之间的缝隙进入环形凹槽中，又由于铜与石墨表面不浸润以及表面张力作用，在凹槽上部形成了凸液面，将坩埚盖与支撑面平台的缝隙通过铜液密封，之后再飞溅的铜液滴首先进入凸面铜液中，由此对飞溅的铜液起到了缓冲作用，避免了铜液飞溅出去。由于坩埚盖与支撑平台结合面位于加热系统内部，位于高温加热区，避免了在接缝位置铜液凝结聚集。
[0015]所述凹槽为环形凹槽。
[0016]作为本技术的优选技术方案之一，所述埚体的形状为倒圆台形。
[0017]优选地，所述埚体底部和内壁之间的倾角为110
‑
150
°
，例如可以是110
°
、 120
°
、130
°
、140
°
、145
°
或150
°
，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。
[0018]优选地，所述埚体底部与外壁之间的倾角为110
‑
150
°
，例如可以是110
°
、 120
°
、130
°
、140
°
、145
°
或150
°
，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。
[0019]作为本技术的优选技术方案之二，所述埚体的形状为圆柱形。
[0020]本技术提供的圆柱形的石墨坩埚在无需增加石墨坩埚最大直径的情况下，由倒圆台形改为圆柱形，坩埚上口端直径与坩埚底直径相同，侧部的内壁与底部垂直可以增加石墨坩埚下部的空间。这防止了进气管下部连接的圆盘型气泡发生器与坩埚底部中心位置稍有偏移导致气泡只从靠近坩埚壁一侧上升，然后很快汇聚成大气泡，从而影响生长的石墨烯的质量；同时，还能避免因为两者位置偏移，气泡只从靠近坩埚壁一侧上升，致使在与气泡发生器靠近的一侧的侧部的内壁上大量积碳。
[0021]优选地，所述支撑平台与石墨坩埚上端开口的距离为50
‑
200mm，例如可以是50mm、60mm、100mm、150mm、180mm或200mm，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。
[0022]优选地，所述埚体的外部高度为280
‑
1000mm，例如可以是280mm、400mm、 600mm、800mm或1000mm，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。
[0023]所述埚体的壁厚为15
‑
60mm，例如可以是15mm、20mm、30mm、40mm、 50mm或60mm，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]所述埚体的底外径为80
‑
700mm，例如可以是80mm、100mm、330mm、500mm、600mm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，其特征在于，所述石墨坩埚包括埚体和坩埚盖，所述埚体包括底部和侧部；所述侧部的内壁上设置有支撑平台，所述支撑平台用于水平放置坩埚盖；所述支撑平台与内壁之间设置有凹槽；所述坩埚盖包括进气孔和排气孔。2.根据权利要求1所述的石墨坩埚，其特征在于，所述埚体的形状为倒圆台形；所述底部和侧部的内壁之间的倾角为110
‑
150
°
；所述底部和侧部的外壁之间的倾角为110
‑
150
°
。3.根据权利要求1所述的石墨坩埚，其特征在于，所述埚体的形状为圆柱形。4.根据权利要求1所述的石墨坩埚，其特征在于，所述支撑平台与石墨坩埚上端开口的距离为50
‑
200mm；所述埚体的外部高度为280
‑
1000mm；所述埚体的壁厚为15
‑
60mm；所述埚体的底外径为80
‑
700mm；所述埚体的上口端外径为95...

【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：