一种石墨烯导热膜生产多功能烧结炉制造技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯导热膜生产多功能烧结炉，包括真空炉壳，真空炉壳设有炉门，真空炉壳内腔连通真空发生装置，所述的真空炉壳内设有加热保温装置、第一加热电极装置、第二加热电极及加压装置；所述的加热保温装置包括不锈钢外筒、设于不锈钢外筒内的石墨内筒，所述的石墨内筒外侧设有石墨加热器，所述的石墨加热筒与不锈钢外筒之间设有石墨保温层，所述的不锈钢外筒与真空炉壳固定连接，所述的不锈钢外筒与真空炉壳内壁之间设有隔热空间。本发明专利技术给碳化、石墨化和平压工艺提供了合并至一起完成的设备平台，即在高温加热的同时，完成加压的过程，在时间上，将碳化和石墨化两种前后工艺合并在一台设备内完成，减少了一次升温

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯导热膜生产多功能烧结炉


[0001]本专利技术涉及石墨烯导热膜生产
，具体为一种石墨烯导热膜生产多功能烧结炉。

技术介绍

[0002]石墨烯导热膜制备工艺一般包括制浆、涂布、烧结、压延四道工艺。其中，烧结工艺包括碳化与石墨化两个工艺过程。碳化工艺一般在几十至1200℃的温度区间进行，主要作用是除水、除氧以及排除无机盐等杂质；石墨化工艺一般是在2600
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3100℃的温度区间进行，主要作用是形成有序结构，提高石墨烯膜的导热性能。
[0003]现有烧结工艺是将碳化工艺与石墨化工艺分开，在不同的烧结炉中进行的，存在以下几个缺陷：
[0004]1、烧结工艺时间长：现有烧结工艺，碳化与石墨化是在不同的真空烧结设备中实现的，需要进行两次升温降温操作，导致烧结工艺时间很长，设备利用率低、产能小。
[0005]2、烧结工艺能耗大：(1)将碳化工艺与石墨化工艺分开在不同的真空设备中实现，需要进行两次升温降温，降温过程都是浪费能量、增加能耗的过程。(2)为了提高石墨化的程度，增加石墨烯导热膜的性能，现有工艺都是通过提高石墨化温度实现的，但是温度越高，能耗越大。同等条件下，3000℃的石墨化工艺能耗是2600℃石墨化工艺能耗的2倍多。
[0006]3、工艺良率低：碳化工艺后的材料很脆，转运过程中极易造成产品的损失，降低良率。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种石墨烯导热膜生产多功能烧结炉，将碳化、石墨化和平压工艺合并在一个设备内完成，即在高温加热的同时，完成加压的过程，在时间上，将碳化和石墨化两种前后工艺合并在一台设备内完成，减少了一次升温
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降温的循环，可以解决上述
技术介绍
中提出的工艺时间长、能耗高的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种石墨烯导热膜生产多功能烧结炉，包括真空炉壳，真空炉壳设有炉门，真空炉壳内腔连通真空发生装置，所述的真空炉壳内设有加热保温装置、第一加热电极装置、第二加热电极及加压装置；所述的加热保温装置包括不锈钢外筒、设于不锈钢外筒内的石墨内筒，所述的石墨内筒外侧设有石墨加热器，所述的石墨加热器与不锈钢外筒之间设有石墨保温层，所述的不锈钢外筒与真空炉壳固定连接，所述的不锈钢外筒与真空炉壳内壁之间设有隔热空间；所述的第一加热电极装置设有两组电极，所述的石墨加热器设有石墨电极，所述的电极与石墨加热器石墨电极连接形成第一加热回路，所述的第一加热回路在石墨内筒形成不低于1500℃的加热环境；所述的第二加热电极及加压装置包括上电极装置、升降式下电极装置，所述的真空炉壳顶部设有上电极装置，所述的上电极装置设有穿过真空炉壳、不锈钢外筒、石墨保温层伸入石墨内筒的上电极杆，所述的上电极杆包括上导电杆、与
上导电杆连接的上石墨压头；所述的真空炉壳底部设有升降式下电极装置，所述的升降式下电极装置包括升降装置、与升降装置连接的下电极杆，所述的下电极杆包括下导电杆、与下导电杆连接的下石墨压头，所述的下石墨压头可升降穿过真空炉壳、不锈钢外筒、石墨保温层；所述的上石墨压头、下石墨压头之间形成可放置粗品石墨烯导热膜的材料放置区；所述的上电极杆、下电极杆在石墨内筒短路连接后形成第二加热回路，所述的第二加热回路在石墨内筒形成不低于2600℃的加热环境；所述的上电极装置的上石墨压头作为固定端、下石墨压头及升降装置作为移动加压端，所述的固定端与移动加压端加压产生不小于1600Kg压力。
[0010]本方案的石墨烯导热膜生产多功能烧结炉，可以很好的完成石墨烯导热膜生产中的碳化、石墨化、压延三个工艺，通过前面的制浆、涂布生产设备生产获得粗品石墨烯导热膜后，本方案多功能烧结炉下石墨压头通过升降装置下降至真空炉壳底部外露，将粗品石墨烯导热膜放置在下石墨压头上，然后通过升降装置将粗品石墨烯导热膜送入石墨内筒内，再进行碳化、石墨化、压延三个工艺后，升降装置再次将下石墨压头下降至炉壳底部外露，工作人员就可取出成品石墨烯导热膜；
[0011]在生产过程中，第一阶段加热采用石墨加热，真空炉壳两侧的电极与石墨加热器石墨电极接触，电极通电，石墨加热器发热对石墨内筒内的粗品石墨烯导热膜加热，可采用非接触式的热电偶等实时监测温度变化，完成碳化后电极断电；第二阶段加热采用大电流短路加热，即多功能烧结炉内下石墨压头上移，携带粗品石墨烯导热膜顶紧上石墨压头，通电短路后产生大量热量进行升温，同时升降装置通过下电极持续向上增加压力，用压力传感器监测压力，以获得所需的压力，二次升温的同时对粗品石墨烯导热膜进行压延工艺以获得成品石墨烯导热膜；在上述过程中，真空发生装置按要求对真空炉壳内进行抽真空处理。
[0012]作为本专利技术优选的方案，所述的真空炉壳两侧分别设有左电极、右电极、热电偶，所述的左电极、右电极、热电偶一端设于真空炉壳外侧，所述的左电极、右电极另一端与石墨加热器石墨电极接触。本方案中，两组电极分设为左电极、右电极，加上热电偶，可完成第一阶段加热过程的加热和测温工作，在第二阶段加热时与加热装置不直接接触。
[0013]作为本专利技术优选的方案，所述的左电极、右电极分别设有电极管，所述的电极管内设有电极水管，所述的电极管后端设有电极水冷接头并与电极水管及外部循环冷却水路连通，所述的电极管穿过真空炉壳且与真空炉壳之间设有电极耐温绝缘套，所述的石墨电极一端穿过不锈钢外筒、石墨保温层与石墨加热器连接固定，所述的石墨电极另一端设于不锈钢外筒外侧且与不锈钢外筒之间设有绝缘套，所述的电极管与石墨电极接触形成第一加热回路。
[0014]本方案中，左电极、右电极包括电极管、石墨电极，在第一阶段加热过程中，电极管与石墨电极接通，对石墨加热器供电发热，加热过程中，用循环冷却水路通过电极水冷接头向电极水管注入冷却水带走热量，对电极管进行降温，加热结束后，电极管不直接接触第二阶段高温加热装置；热电偶在第一阶段加热过程检测温度时不直接接触石墨加热器，在第二阶段高温加热过程中远离第二阶段高温加热装置。
[0015]作为本专利技术优选的方案，所述的上电极装置与真空炉壳通过法兰连接绝缘固定，所述的上导电杆前端连接上石墨压头，所述的上石墨压头前端设有一个石墨块，所述的上
导电杆内设有电极水管，所述的上导电杆后端设有与电极水管连通的电极水冷接头，所述的电极水冷接头与外部循环冷却水路连通，所述的上导电杆设有电极连接板，所述的上石墨压头的底部位置位于石墨内筒内。
[0016]作为本专利技术优选的方案，所述的下导电杆一端连接下石墨压头，所述的下石墨压头前端设有多个石墨块，所述的下导电杆内设有电极水管，所述的下导电杆另一端设有与电极水管连通的电极水冷接头，所述的电极水冷接头与外部循环冷却水路连通，所述的电极水冷接头连接电木板，所述的电木板通过螺栓连接传感器压头，所述的传感器压头与升降装置连接，所述的下石墨压头的顶部最高位置位于石墨内筒内，所述的下石墨压头的顶部最低位置位于不锈钢外筒外。
[0017]本方案中，第二阶段加热采用大电流短路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯导热膜生产多功能烧结炉，包括真空炉壳，真空炉壳设有炉门，真空炉壳内腔连通真空发生装置，其特征在于：所述的真空炉壳内设有加热保温装置、第一加热电极装置、第二加热电极及加压装置；所述的加热保温装置包括不锈钢外筒、设于不锈钢外筒内的石墨内筒，所述的石墨内筒外侧设有石墨加热器，所述的石墨加热器与不锈钢外筒之间设有石墨保温层，所述的不锈钢外筒与真空炉壳固定连接，所述的不锈钢外筒与真空炉壳内壁之间设有隔热空间；所述的第一加热电极装置设有两组电极，所述的石墨加热器设有石墨电极，所述的电极与石墨加热器石墨电极连接形成第一加热回路，所述的第一加热回路在石墨内筒形成不低于1500℃的加热环境；所述的第二加热电极及加压装置包括上电极装置、升降式下电极装置，所述的真空炉壳顶部设有上电极装置，所述的上电极装置设有穿过真空炉壳、不锈钢外筒、石墨保温层伸入石墨内筒的上电极杆，所述的上电极杆包括上导电杆、与上导电杆连接的上石墨压头；所述的真空炉壳底部设有升降式下电极装置，所述的升降式下电极装置包括升降装置、与升降装置连接的下电极杆，所述的下电极杆包括下导电杆、与下导电杆连接的下石墨压头，所述的下石墨压头可升降穿过真空炉壳、不锈钢外筒、石墨保温层；所述的上石墨压头、下石墨压头之间形成可放置粗品石墨烯导热膜的材料放置区；所述的上电极杆、下电极杆在石墨内筒短路连接后形成第二加热回路，所述的第二加热回路在石墨内筒形成不低于2600℃的加热环境；所述的上电极装置的上石墨压头作为固定端、下石墨压头及升降装置作为移动加压端，所述的固定端与移动加压端加压产生不小于1600Kg压力。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯导热膜生产多功能烧结炉，其特征在于：所述的真空炉壳两侧分别设有左电极、右电极、热电偶，所述的左电极、右电极、热电偶一端设于真空炉壳外侧，所述的左电极、右电极另一端与石墨加热器石墨电极接触。3.根据权利要求2所述的一种石墨烯导热膜生产多功能烧结炉，其特征在于：所述的左电极、右电极分别设有电极管，所述的电极管内设有电极水管，所述的电极管后端设有电极水冷接头并与电极水管及外部循环冷却水路连通，所述的电极管穿过真空炉壳且与真空炉壳之间设有电极耐温绝缘套，所述的石墨电极一端穿过不锈钢外筒、石墨保温层与石墨加热器连接固定，所述的石墨电极另一端设于不锈钢外筒外侧且与不锈钢外筒之间设有绝缘套，所述的电极管与石墨电极接触形成第一加热回路。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，高光平，肖宗保，李迎春，安学会，倪狄，
申请(专利权)人：杭州嘉悦智能设备有限公司，
类型：发明
国别省市：