一种CVD化学气相沉积法制备石墨烯薄膜专用支架的制作方法

一种cvd化学气相沉积法制备石墨烯薄膜专用支架
技术领域
1.本实用新型属于石墨烯技术领域，特别涉及一种cvd化学气相沉积法制备石墨烯薄膜专用支架。


背景技术：

2.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二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。
3.现有技术中，大面积且为单层或少层的纯净度高的石墨烯薄膜主要是通过cvd化学气相沉积法制备，在cvd法之二比石墨烯薄膜的过程中，将石墨烯生长基底（一般选用铜箔基底）放置于石英管内部，由于石英管内部空间的限制，每次只能放置一张铜箔基底，每次制备获得的石墨烯薄膜面积和数量少，cvd薄膜制备装置的产率无法提升。另外在生长石墨烯过程中的温度极高，放置在石英管内的铜箔极易发生形变，且会与石英管壁发生黏连，从而造成石墨烯的褶皱或者破损，产品良率也难以获得保证，因此，如何提升cvd法制备石墨烯的产能以及产品良率，是亟待本领域技术人员共同努力克服的技术难题。


技术实现要素：

4.基于此，本实用新型提出了一种cvd化学气相沉积法制备石墨烯薄膜专用支架，旨在解决现有cvd制备石墨烯薄膜存在的生产效率低、良品率低的问题。
5.本实用新型的目的在于公开一种cvd化学气相沉积法制备石墨烯薄膜专用支架，包括定位板和至少三根支撑杆，所述定位板平行相对设置有两块；两所述定位板之间形成用于放置生长基底的空间；所述支撑杆的末端与所述定位板连接，形成用于卷绕生长基底的承托面；任意一根所述支撑杆上设置有用于固定所述生长基底的固定件。
6.进一步的技术方案中，所述定位板上设有通孔，所述通孔的孔径小于所述支撑杆的杆径；所述支撑杆末端设有与所述通孔尺寸相匹配的螺纹部，所述螺纹部通过所述通孔延伸至所述定位板外部，并且通过螺母与之螺纹连接，以实现将所述支撑杆固定在所述定位板上。
7.进一步的技术方案中，所述支撑杆除所述螺纹部以外的其他部分均置于两所述定位板之间形成用于放置生长基底的空间内。
8.进一步的技术方案中，所述支撑杆设置有三根，所述定位板为三角状，顶角处倒圆角处理。
9.进一步的技术方案中，设有固定件的所述支撑杆表面设有一平面部，所述平面部的表面设有一定位孔，所述固定件安装于所述定位孔内。
10.进一步的技术方案中，所述固定件包括头部和杆部，所述杆部的至少部分与所述定位孔过盈配合；所述头部与所述平面部夹紧以实现固定生产基底。
11.进一步的技术方案中，所述固定件包括头部和杆部，所述杆部与所述定位孔螺纹
配合，所述头部与所述平面部夹紧以实现固定生产基底。
12.本实用新型通过设计一种专用支架，在两个平行设置的定位板之间设置至少三根支撑柱，相邻的支撑柱之间形成用于放置生长基底的承托面，生长基底卷绕在支撑柱的外部，并且通过其中一根支撑柱上的固定件进行定位；整个支架放置在石英管内部，同时可以在多个承托面上生长石墨烯，从而实现提高cvd法制备石墨烯薄膜的产能。同时由于支架的支撑作用，生长基底不与石英管直接接触，避免生长基底在高温反应的过程中发生形变，提高产品的良品率。
附图说明
13.图1是本实用新型石墨烯薄膜专用支架未卷绕生长基底的结构示意图；
14.图2是本实用新型石墨烯薄膜专用支架卷绕生长基底后的结构示意图；
15.图3是本实用新型的使用状态图。
具体实施方式
16.以下为具体实施例部分：
17.实施例1
18.一种cvd化学气相沉积法制备石墨烯薄膜专用支架，旨在解决现有cvd制备石墨烯薄膜存在的生产效率低、良品率低的问题。
19.本实用新型的目的在于公开一种cvd化学气相沉积法制备石墨烯薄膜专用支架，如图1所示，包括定位板1和至少三根支撑杆2，所述定位板1平行相对设置有两块；两所述定位板1之间形成用于放置生长基底4的空间；所述支撑杆2的末端与所述定位板1连接，形成用于卷绕生长基底4的承托面；任意一根所述支撑杆2上设置有用于固定所述生长基底4的固定件3。使用时，如图3所示，将生长基底4卷绕在所述支撑杆2的表面，直至覆盖所有的承托面后首尾交汇，再通过固定件3将生长基底4的首尾固定住，将支架整体放置在石英管5内，通入含碳气体后可以在设置于多个承托面的生长基底4表面同时生长石墨烯薄膜，从而实现提高cvd法制备石墨烯薄膜的产能和生产效率。
20.在本实施例中，所述定位板1上设有通孔11，所述通孔11的孔径小于所述支撑杆2的杆径；所述支撑杆2末端设有与所述通孔11尺寸相匹配的螺纹部，所述螺纹部通过所述通孔11延伸至所述定位板1外部，并且通过螺母与之螺纹连接，以实现将所述支撑杆2固定在所述定位板1上。通过将螺纹配合的方式将支撑杆2固定在定位板1上，从而保证承托面为一个尺寸固定的表面，为生长基底4提供一个稳定的反应环境。
21.在本实施例中，所述支撑杆2除所述螺纹部以外的其他部分均置于两所述定位板1之间形成用于放置生长基底4的空间内。如此设计可以确保生长基底4也位于所述定位板1形成的空间之内，不与石英管5接触，避免生长基底4与石英管5黏连。
22.在本实施例中，所述支撑杆2设置有三根，所述定位板1为三角状，顶角处倒圆角处理；定位板1顶角处的倒角能够起到保护石英管5的作用，避免多次使用支架划伤损坏石英管5。
23.在本实施例中，如图2所示，设有固定件3的所述支撑杆2表面设有一平面部，所述平面部的表面设有一定位孔22，所述固定件3安装于所述定位孔22内。设有固定件3的支撑
杆2，表面的平面部设计有利于生长基底4的固定，生长基底4的首尾部分在平面部处相接，利用固定件3将生长基底4的首尾交汇部分固定住，使得生长基底4整体被拉直，处于先对平坦的状态，有利于石墨烯薄膜的生长。
24.在本实施例中，所述固定件3包括头部和杆部，所述杆部与所述定位孔22螺纹配合，所述头部与所述平面部夹紧以实现固定生产基底。固定件3的头部设计比定位孔22的孔径大，头部与平面部的配合可以将生长基底4夹紧，杆部的螺纹设计使得固定的方式更加可靠。
25.实施例2
26.在本实施例中，所述固定件3包括头部和杆部，所述杆部的至少部分与所述定位孔22过盈配合；所述头部与所述平面部夹紧以实现固定生产基底。通过过盈配合的方式使得固定件3与定位孔22的配合更加简单快捷，但是固定的可靠性要弱于实施例1的螺纹固定。
27.实施例3
28.在本实施中，所述定位板1设置成正方形，所述支撑杆2设置有四根，且设置在所述定位板1顶角的旁侧。根据需求可以改变定位板1的形状，增加支撑杆2的数量，相邻的支撑杆2之间形成承托面，随着承托面的增加可以获得更多张的石墨烯膜，但是现对于实施例1和2的三根支撑杆2结构，单张生长基底4的面积会变小。
29.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
30.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。