全文摘要
本实用新型提供一种用于石墨烯生长的真空高温炉的进气装置及石墨烯生长的高温真空炉,所述进气装置包括进气管和出气装置,所述进气管与出气装置密封连通,所述出气装置为空心盒体,盒体表面设有多个出气孔。所述石墨烯生长的高温真空炉包括所述进气装置和炉壁,所述进气装置置于高温真空炉内,所述进气装置的进气管穿出所述炉壁,用于向所述进气装置输入反应气。所述进气装置从横向和纵向有均匀的气体通过多层石墨烯生长基底,使用所述进气装置及所述高温真空炉,实现了工厂大批量生产高质量、高密度且大面积的石墨烯。
主设计要求
1.一种用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,包括:进气管和出气装置,所述进气管与出气装置密封连通,所述出气装置为空心的盒体,盒体表面设有多个出气孔。
设计方案
1.一种用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,包括:进气管和出气装置,所述进气管与出气装置密封连通,所述出气装置为空心的盒体,盒体表面设有多个出气孔。
2.根据权利要求1所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述盒体包括盒壁和由盒壁围成的空腔,所述盒体为长方体、圆柱体、球体。
3.根据权利要求2所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述盒体为长方体。
4.根据权利要求2所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述盒壁的厚度范围是10-20mm。
5.根据权利要求4所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述盒壁的厚度是13mm。
6.根据权利要求1所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述进气管为两个以上。
7.根据权利要求2所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述盒壁包括盖板和无盖壳体,盖板和无盖壳体密封连接,所述多个出气孔设置于盖板上。
8.根据权利要求7所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述盖板和所述无盖壳体连接方式为内嵌式或覆盖式。
9.根据权利要求1所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述出气孔的设置方式为点阵排布、蜂窝结构、栅格板结构、圆形发散排布。
10.根据权利要求9所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述出气孔的设置方式为点阵排布方式。
11.根据权利要求1所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述出气孔的内径为1-3mm。
12.根据权利要求11所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述出气孔的内径为2mm。
13.根据权利要求1所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述出气孔的孔间距为4.5-6.5mm。
14.根据权利要求13所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述出气孔的孔间距为5mm。
15.根据权利要求1所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述进气管与所述出气装置的密封连通方式为:所述进气管在连接所述出气装置的一端为外螺纹结构,所述出气装置在与所述进气管连接的部位为带内螺纹结构,所述外螺纹结构的外径与所述内螺纹结构的内径相同,并能相互固定。
16.根据权利要求1所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述进气管的内径为18-24mm。
17.根据权利要求16所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述进气管的内径为22mm。
18.根据权利要求1所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述进气管的外径为30-40mm。
19.根据权利要求18所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述进气管的外径为33mm。
20.根据权利要求1所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述进气管的气体流量为1000-2000\/sccm。
21.根据权利要求20所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述进气管的气体流量为2000\/sccm。
22.根据权利要求1所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述进气装置还包括底板,所述底板与所述出气装置固定连接。
23.根据权利要求1-22中任一项所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述进气管和所述出气装置的连接处用耐高温密封胶密封。
24.根据权利要求1-22中任一项所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述进气管和所述出气装置均为石墨材料,所述石墨材料采用纯度为99.98%的等静压石墨加工制成。
25.一种石墨烯生长的高温真空炉,其特征在于,所述高温真空炉包括权利要求1-24中任一项所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置和炉壁,所述进气装置置于高温真空炉内,所述进气装置的进气管穿出所述炉壁,用于向所述进气装置输入反应气。
26.根据权利要求25所述的石墨烯生长的高温真空炉,其特征在于,所述进气管与所述炉壁密封连接。
27.根据权利要求25所述的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,其特征在于,所述真空炉还包括舱门、排气口和抽真空装置。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置及石墨烯生长的高温真空炉,属于电热膜的工程制造领域。
背景技术
目前石墨烯电热膜在医疗、理疗等相关行业发展迅速,在远红外以及相关的加热器件的发展上备受关注,但是由于石墨烯制造的特性,石墨烯生长的至为关键的两个因素,一个是热场的均匀性,一个是流场的均匀性,目前热场均匀性的难点已基本解决,类似管式炉,冷壁炉,热场均能满足石墨烯的生长条件,而由于流场目前未能有很有效的方案的原因,气体无法均匀通过多层基底,导致石墨烯生长面积和质量受到了很大的限制,无法保证整面基底都能完整生长出石墨烯,且生长出的石墨烯阻值不均匀,良率较低,密度较低。
目前常见的高温真空炉的进气装置有2种:
第一种是单孔进气装置,如图1、图2所示,此装置采用单孔进气方式,未考虑整体气流在真空环境下的流动情况,此方案实际应用中,石墨烯生长面积受进气孔孔径的限制较大,且石墨烯阻值均匀性很差,产量也有限,良率极低,不适合工厂大批量生产,仅适用于小型实验。
第二种是单排进气装置,如图3、图4所示,第二种装置较第一种装置的优势在于可在单层基底上均匀通过气流,单层基底石墨烯的完成性和阻值均匀性较好,良率较高,缺点在于不适于多层基底生长,很难达到工厂大批量生产的需求。
本实用新型采用整面均匀排布的小孔来供应气体,保证横向和纵向气体均匀通过,这对于高密度的多层挂装方式,具有很大的优势,即可保证单层基底整面完整有气流通过,也保证了纵向多层基底也有均匀的气体通过,本方案对于工厂大批量生长高质量、高密度、大面积的石墨烯,起到了关键作用,成为了后段石墨烯薄膜良率提高以及石墨烯下游的器件,应用等方面功能性的提高的至关重要的前提条件。本实用新型解决了传统生长过程种石墨烯生长不均匀和无法大量生产的难点。
背景技术部分的内容仅仅是实用新型人所知晓的技术,并不当然代表本领域的现有技术。
实用新型内容
针对现有技术存在问题中的一个或多个,本实用新型提供一种用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,能够解决传统石墨烯生长过程中石墨烯生长不均匀和无法大量生产的难点。
本实用新型提供的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置包括:进气管和出气装置,所述进气管与出气装置密封连通,所述出气装置为空心的盒体,盒体表面设有多个出气孔。
根据本实用新型的一个方面,所述盒体包括盒壁和由盒壁围成的空腔,所述盒体为长方体、圆柱体、球体。优选长方体。本实用新型中所述的长方体为广义的长方体,包括长、宽、高不同的结构,也包括长、宽、高相同的正方体。
根据本实用新型的一个方面,所述盒壁的厚度范围是10-20mm。
优选地,所述盒壁的厚度是13mm。
根据本实用新型的一个方面,所述进气管为两个以上。例如设置一排进气管,可同时进气,也可以根据需求选择其中的一根或两根等进气,使用起来更加方便。
所述盒体的空腔,当反应气由进气管进入盒体之后,在腔室内分散,增加进气管的数量,能够使腔室内的气体均匀地分散,达到生产批量且均匀的石墨烯的目的。
根据本实用新型的一个方面,所述盒壁包括盖板和无盖壳体,盖板和无盖壳体密封连接,所述多个出气孔设置于盖板上;所述盖板和所述无盖壳体连接方式为内嵌式或覆盖式。
根据本实用新型的一个方面,所述出气孔的设置方式为点阵排布、蜂窝结构、栅格板结构、圆形发散排布。
优选地,所述出气孔的设置方式为点阵排布方式。
根据本实用新型的一个方面,所述出气孔的内径为1-3mm。
优选地,所述出气孔的内径为2mm。
根据本实用新型的一个方面,所述出气孔的孔间距为4.5-6.5mm。
优选地,所述出气孔的孔间距为5mm。
设置出气孔的排布,主要是在工业上需要进行批量生产,横向和纵向均有出气孔,且设置出气孔的排布密度能够保证生长基底都能接触到反应气,并能生长出均匀的石墨烯。
如果出气孔过大、孔间距过小,则腔室内还未进行匀气就将反应气从出气孔排出;如果出气孔过小、孔间距过大,造成腔室内部气体过度堆积,则产生压力加速气体的流动,使气体还未进行反应就排出,并且从出气孔排出的气体与生长基底的接触面积小,从而造成气体资源的浪费和石墨烯生长的不均匀。
根据本实用新型的一个方面,所述进气管与所述出气装置的密封连通方式为:所述进气管在连接所述出气装置的一端为外螺纹结构,所述出气装置在与所述进气管连接的部位为带内螺纹结构,所述外螺纹结构的外径与所述内螺纹结构的内径相同,并能相互固定。
进气管为圆柱形壳体,横截面为圆形,使用螺纹结构与出气装置进行固定,能够保证进去管与出气装置结合更为紧密,防止产生漏气现象。
根据本实用新型的一个方面,所述进气管的内径为18-24mm。
优选地,所述进气管的内径为22mm。
根据本实用新型的一个方面,所述进气管的外径为30-40mm。
优选地,所述进气管的外径为33mm。
根据本实用新型的一个方面,所述进气管的气体流量为1000-2000\/sccm。
优选地,所述进气管的气体流量为2000\/sccm。
进气管的管壁厚度、直径结构直接影响了气体的流速和流量的稳定性,如果内径过小,单位时间内输入的气体过小,会使石墨烯生长缺少反应气体,从而影响生长后的石墨烯的质量。当进行供气时,气体的流动会对进气管的管壁形成压力,进气管的管壁厚度需要设置在能够稳定气流流量的范围内。
根据本实用新型的一个方面,所述进气装置还包括底板,所述底板与所述出气装置固定连接。
底板设置在所述出气装置的底部,当进气装置进行供气时,气流在供气装置内部不断流动,底板的设置能够固定进气装置,使进气装置不会因为受到气流影响而晃动,从而使供应的气体稳定流出,因此底板的设置应当能使出气装置稳定放置。
根据本实用新型的一个方面,所述进气管和所述出气装置的连接处用耐高温密封胶密封。
根据本实用新型的一个方面,所述进气管和所述出气装置均为石墨材料,所述石墨材料采用纯度为99.98%的等静压石墨加工制成。
本实用新型还提供了一种石墨烯生长的高温真空炉,所述高温真空炉能解决现有高温真空炉中无法均匀生长批量石墨烯问题,所述高温真空炉包括用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置和炉壁,所述进气装置置于高温真空炉内,所述进气装置的进气管穿出所述炉壁,用于向所述进气装置输入反应气。
根据本实用新型的一个方面,所述进气管与所述炉壁密封连接。
根据本实用新型的一个方面,所述真空炉还包括舱门、排气口和抽真空装置。
舱门为取出和放置金属基底和隔离层的通道,排气口为将从进气管进入冷壁炉内部的反应气排出的出口,抽真空装置将冷壁炉内存在的空气抽出,保证冷壁炉在反应时为真空状态。
本实用新型的有益效果是:
本实用新型提供了一种用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置和一种石墨烯生长的高温真空炉,使用本实用新型提供的装置,对于横向和纵向均有气体通过密集分布的小孔来达到均匀气体的效果,能够使气体均匀通过石墨烯生长基底,实现石墨烯的批量生长和均匀生长。通过以下几点对本实用新型提供的装置的优越性进行阐述。
(1)本实用新型提供的装置可解决在高温真空炉下由于气体不受控制,无法均匀的通过每层基底的表面,而导致无法大量生长高质量石墨烯的难点,使用本实用新型提供的装置,即可保证单层基底整面完整的有气流通过,也能保证纵向多层基底也有均匀的气体通过,不仅使基底可以单层整面有完整气流通过,还能实现多层结构的高密度的挂装,单炉可放置80-120层生长基底,使工厂能大批量生长高质量、高密度、大面积的石墨烯。
(2)本实用新型提供的装置解决了在高温真空炉下由于气体无法完整地通过单层基底的表面,而导致单层基地上石墨烯生长不均匀的难点,使用本实用新型提供的装置,能够生长出阻值均匀,质量较高的石墨烯。
(3)本实用新型提供的装置结构灵活,使用范围广,扩展性大,可以根据基底的宽度调整所述进气装置的宽度,能够实现大面积、高密度的生长方式,还能对石墨烯薄膜后端应用,如医疗、理疗等产品的功能和良率都具有很大的提升。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
图1是单孔进气气流俯视示意图;
图2是单孔进气气流左视示意图;
图3是单排进气气流俯视示意图:
图4是单排进气气流左视示意图;
图5是第一种实施方式用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置的主视图;
图6是第一种实施方式用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置的右视图;
图7是第二种实施方式用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置的主视图;
图8是第二种实施方式用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置的右视图;
图9是第三种实施方式用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置的主视图;
图10是第三种实施方式用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置的右视图;
图11第四种实施方式用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置的主视图;
图12第四种实施方式用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置的右视图;
图13是第五种实施方式石墨烯生长的高温真空炉的主视图;
图14是第五种实施方式石墨烯生长的高温真空炉的截面图;
图15是第六种实施方式石墨烯生长的高温真空炉的主视图;
图16是第六种实施方式石墨烯生长的高温真空炉的截面图;
其中,1为进气装置,2为生长基底,3为进气管,4为出气孔,5为盖板,6为无盖壳体,7为底板,8为出气装置,9为炉壁,10为舱门,11为排气口,12为抽真空装置,13为第一种实施方式用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,14为第二种实施方式用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,15为第三种实施方式用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置,16为第四种实施方式用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置。
具体实施方式
在下文中,仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样,在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此,附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本实用新型。此外,本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和\/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和\/或设置之间的关系。此外,本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和\/或其他材料的使用。
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
根据本实用新型的第一种实施方式,展示了其中一种用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置13,如图5和图6所示,3为进气管,4为出气孔,5为盖板,6为无盖壳体,7为底板,8为出气装置。该进气装置13包括:进气管3和出气装置8,进气管3与出气装置8密封连通,出气装置8为空心的盒体,盒体表面设有多个出气孔4。盒体包括盒壁和由盒壁围成的空腔,所述盒壁包括盖板5和无盖壳体6,盖板5和无盖壳体6的组合方式为覆盖式,盒体为长方体、圆柱体、球体。作为优选的实施方式,盒体为长方体。盒壁的厚度范围是10-20mm,例如:10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、16mm、18mm、19mm、20mm,等。作为优选的实施方式,盒壁的厚度是13mm。
盖板5和无盖壳体6密封连接,多个出气孔4设置于盖板5上。出气孔4的设置方式为点阵排布、蜂窝结构、栅格板结构、圆形发散排布。作为优选的实施方式,出气孔4的设置方式为点阵排布方式。出气孔4的内径为1-3mm,例如:1mm、1.2mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.8mm、2mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、2.9mm、3mm,等。作为优选的实施方式,出气孔4的内径为2mm。出气孔4的孔间距为4.5-6.5mm,例如:4.5mm、4.6mm、4.8mm、5.0mm、5.2mm、5.3mm、5.5mm、5.6mm、5.8mm、6.0mm、6.2mm、6.4mm、6.5mm,等。作为优选的实施方式,出气孔4的孔间距为5mm。
进气管3与出气装置8的密封连通方式为,进气管3在连接出气装置8的一端为外螺纹结构,出气装置8在与进气管3连接的部位为带内螺纹结构,外螺纹结构的外径与内螺纹结构的内径相同,并能相互固定。
进气管3的内径为18-24mm,例如:18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm,等。作为优选的实施方式,进气管3的内径为22mm。进气管3的内外径为30-40mm,例如:30mm、31mm、32mm、33mm、34mm、35mm、36mm、37mm、38mm、39mm、40mm,等。作为优选的实施方式,进气管3的外径为33mm。进气管3的气体流量为1000-2000\/sccm,例如:1000\/sccm、1005\/sccm、1010\/sccm、1020\/sccm、1030\/sccm、1040\/sccm、1050\/sccm、1100\/sccm、1200\/sccm、1300\/sccm、1400\/sccm、1500\/sccm、1600\/sccm、1700\/sccm、1800\/sccm、1900\/sccm、1950\/sccm、1960\/sccm、1970\/sccm、1980\/sccm、1990\/sccm、1995\/sccm、2000\/sccm,等。作为优选的实施方式,进气管3的气体流量为2000\/sccm。
所述进气装置还包括底板7,底板7与出气装置8固定连接。进气管3和出气装置56的连接处用耐高温密封胶密封。进气管3和出气装置8均为石墨材料,石墨材料采用纯度为99.98%的等静压石墨加工制成。
根据本实用新型的第二种实施方式,展示了另一种用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置14,如图7和图8所示,3为进气管,4为出气孔,5为盖板,6为无盖壳体,7为底板,8为出气装置。该进气装置14包括:进气管3和出气装置8,进气管3与出气装置8密封连通,出气装置8为空心的盒体,盒体表面设有多个出气孔4。盒体包括盒壁和由盒壁围成的空腔,盒壁包括盖板5和无盖壳体6,盖板5和无盖壳体6的组合方式为内嵌式,盒体为长方体、圆柱体、球体。作为优选的实施方式,盒体为长方体。盒壁的厚度范围是10-20mm,例如:10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、16mm、18mm、19mm、20mm,等。作为优选的实施方式,盒壁的厚度是13mm。
盖板5和无盖壳体6密封连接,多个出气孔4设置于盖板5上。出气孔4的设置方式为点阵排布、蜂窝结构、栅格板结构、圆形发散排布。作为优选的实施方式,出气孔4的设置方式为点阵排布方式。出气孔4的内径为1-3mm,例如:1mm、1.2mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.8mm、2mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、2.9mm、3mm,等。作为优选的实施方式,出气孔4的内径为2mm。出气孔4的孔间距为4.5-6.5mm,例如:4.5mm、4.6mm、4.8mm、5.0mm、5.2mm、5.3mm、5.5mm、5.6mm、5.8mm、6.0mm、6.2mm、6.4mm、6.5mm,等。作为优选的实施方式,出气孔4的孔间距为5mm。
进气管3与出气装置8的密封连通方式为,进气管3在连接出气装置8的一端为外螺纹结构,出气装置8在与进气管3连接的部位为带内螺纹结构,外螺纹结构的外径与内螺纹结构的内径相同,并能相互固定。
进气管3的内径为18-24mm,例如:18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm,等。作为优选的实施方式,进气管3的内径为22mm。进气管3的外径为30-40mm,例如:30mm、31mm、32mm、33mm、34mm、35mm、36mm、37mm、38mm、39mm、40mm,等。作为优选的实施方式,进气管3的外径为33mm。进气管3的气体流量为1000-2000\/sccm,例如:1000\/sccm、1005\/sccm、1010\/sccm、1020\/sccm、1030\/sccm、1040\/sccm、1050\/sccm、1100\/sccm、1200\/sccm、1300\/sccm、1400\/sccm、1500\/sccm、1600\/sccm、1700\/sccm、1800\/sccm、1900\/sccm、1950\/sccm、1960\/sccm、1970\/sccm、1980\/sccm、1990\/sccm、1995\/sccm、2000\/sccm,等。作为优选的实施方式,进气管3的气体流量为2000\/sccm。
所述进气装置还包括底板7,底板7与出气装置8固定连接。进气管3和出气装置8的连接处用耐高温密封胶密封。进气管3和出气装置8均为石墨材料,石墨材料采用纯度为99.98%的等静压石墨加工制成。
根据本实用新型的第三种实施方式,展示了另一种用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置15,如图9和图10所示,3为进气管,4为出气孔,5为盖板,6为无盖壳体,7为底板,8为出气装置。该进气装置15包括:两个进气管3和出气装置8,进气管3与出气装置8密封连通,出气装置8为空心的盒体,盒体表面设有多个出气孔4。
进气管3分别与出气装置8的上部和下部连接,使腔室内的上部分和下部分的气体分散均匀。
盒体包括盒壁和由盒壁围成的空腔,盒壁包括盖板5和无盖壳体6,盖板5和无盖壳体6的组合方式为覆盖式,盒体为长方体、圆柱体、球体。作为优选的实施方式,盒体为长方体。盒壁的厚度范围是10-20mm,例如:10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、16mm、18mm、19mm、20mm,等。作为优选的实施方式,盒壁的厚度是13mm。
盖板5和所述无盖壳体6密封连接,多个出气孔4设置于盖板5上。出气孔4的设置方式为点阵排布、蜂窝结构、栅格板结构、圆形发散排布。作为优选的实施方式,出气孔4的设置方式为点阵排布方式。出气孔4的内径为1-3mm,例如:1mm、1.2mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.8mm、2mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、2.9mm、3mm,等。作为优选的实施方式,出气孔4的内径为2mm。出气孔4的孔间距为4.5-6.5mm,例如:4.5mm、4.6mm、4.8mm、5.0mm、5.2mm、5.3mm、5.5mm、5.6mm、5.8mm、6.0mm、6.2mm、6.4mm、6.5mm,等。作为优选的实施方式,出气孔4的孔间距为5mm。
进气管3与出气装置8的密封连通方式为,进气管3在连接出气装置8的一端为外螺纹结构,出气装置8在与进气管3连接的部位为带内螺纹结构,外螺纹结构的外径与内螺纹结构的内径相同,并能相互固定。
进气管3的内径为18-24mm,例如:18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm,等。作为优选的实施方式,进气管3的内径为22mm。进气管3的内外径为30-40mm,例如:30mm、31mm、32mm、33mm、34mm、35mm、36mm、37mm、38mm、39mm、40mm,等。作为优选的实施方式,进气管3的外径为33mm。进气管3的气体流量为1000-2000\/sccm,例如:1000\/sccm、1005\/sccm、1010\/sccm、1020\/sccm、1030\/sccm、1040\/sccm、1050\/sccm、1100\/sccm、1200\/sccm、1300\/sccm、1400\/sccm、1500\/sccm、1600\/sccm、1700\/sccm、1800\/sccm、1900\/sccm、1950\/sccm、1960\/sccm、1970\/sccm、1980\/sccm、1990\/sccm、1995\/sccm、2000\/sccm,等。作为优选的实施方式,进气管3的气体流量为2000\/sccm。
所述进气装置还包括底板7,底板7与出气装置8固定连接。进气管3和出气装置8的连接处用耐高温密封胶密封。进气管3和出气装置8均为石墨材料,石墨材料采用纯度为99.98%的等静压石墨加工制成。
根据本实用新型的第四种实施方式,展示了另一种用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置16,如图11和图12所示,3为进气管,4为出气孔,5为盖板,6为无盖壳体,7为底板,8为出气装置。该进气装置16包括:两个进气管3和出气装置8,进气管3与出气装置8密封连通,出气装置8为空心的盒体,盒体表面设有多个出气孔4。
进气管3分别与出气装置8的上部和下部连接,使腔室内的上部分和下部分的气体分散均匀。
盒体包括盒壁和由盒壁围成的空腔,盒壁包括盖板5和无盖壳体6,盖板5和无盖壳体6的组合方式为内嵌式,盒体为长方体、圆柱体、球体。作为优选的实施方式,盒体为长方体。盒壁的厚度范围是10-20mm,例如:10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、16mm、18mm、19mm、20mm,等。作为优选的实施方式,盒壁的厚度是13mm。
盖板5和无盖壳体6密封连接,多个出气孔4设置于盖板5上。出气孔4的设置方式为点阵排布、蜂窝结构、栅格板结构、圆形发散排布。作为优选的实施方式,出气孔4的设置方式为点阵排布方式。出气孔4的内径为1-3mm,例如:1mm、1.2mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.8mm、2mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、2.9mm、3mm,等。作为优选的实施方式,出气孔4的内径为2mm。出气孔4的孔间距为4.5-6.5mm,例如:4.5mm、4.6mm、4.8mm、5.0mm、5.2mm、5.3mm、5.5mm、5.6mm、5.8mm、6.0mm、6.2mm、6.4mm、6.5mm,等。作为优选的实施方式,出气孔4的孔间距为5mm。
进气管3与出气装置8的密封连通方式为,进气管3在连接出气装置8的一端为外螺纹结构,出气装置8在与进气管3连接的部位为带内螺纹结构,外螺纹结构的外径与内螺纹结构的内径相同,并能相互固定。
进气管3的内径为18-24mm,例如:18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm,等。作为优选的实施方式,进气管3的内径为22mm。进气管3的外径为30-40mm,例如:30mm、31mm、32mm、33mm、34mm、35mm、36mm、37mm、38mm、39mm、40mm,等。作为优选的实施方式,进气管3的外径为33mm。进气管3的气体流量为1000-2000\/sccm,例如:1000\/sccm、1005\/sccm、1010\/sccm、1020\/sccm、1030\/sccm、1040\/sccm、1050\/sccm、1100\/sccm、1200\/sccm、1300\/sccm、1400\/sccm、1500\/sccm、1600\/sccm、1700\/sccm、1800\/sccm、1900\/sccm、1950\/sccm、1960\/sccm、1970\/sccm、1980\/sccm、1990\/sccm、1995\/sccm、2000\/sccm,等。作为优选的实施方式,进气管3的气体流量为2000\/sccm。
所述进气装置还包括底板7,底板7与出气装置8固定连接。进气管3和出气装置8的连接处用耐高温密封胶密封。进气管3和出气装置8均为石墨材料,石墨材料采用纯度为99.98%的等静压石墨加工制成。
根据本实用新型的第五种实施方式,展示了一种石墨烯生长的高温真空炉(如图13和图14所示),包括第一种实施方式的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置13或第二种实施方式的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置14和炉壁9,进气装置13或进气装置14置于高温真空炉内,进气装置13或进气装置14的进气管3穿出所述炉壁9,用于向进气装置13或进气装置14输入反应气。进气管3与炉壁9密封连接。高温真空炉还包括舱门1、排气口11和抽真空装置12。
根据本实用新型的第六种实施方式,展示了另一种石墨烯生长的高温真空炉(如图15和图16所示),包括第三种实施方式的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置15或第四种实施方式的用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置16和炉壁9,进气装置15或进气装置16置于高温真空炉内,进气装置15或进气装置16的进气管3穿出炉壁9,用于向进气装置15或进气装置16输入反应气。进气管3与炉壁9密封连接。高温真空炉还包括舱门1、排气口11和抽真空装置12。
为了更加清楚的说明本实用新型,以下列举了一些上述进气装置和高温真空炉的实施例。
实施例1:
实施例1提供一种用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置13,如图5和图6所示,包括:石墨进气管3、石墨出气装置8和石墨底板7,石墨出气装置8为空心的长方体盒体,盒体包括盒壁和由盒壁围成的空腔,盒壁的厚度为13mm,盒壁包括盖板5和无盖壳体6,盖板5和无盖壳体6密封连接,盖板5和无盖壳体6连接方式为覆盖式,多个出气孔4设置于盖板5上,出气孔4为圆形,设置方式为点阵排布,出气孔4的内径为2mm,孔间距为5mm。进气管3在连接出气装置8的一端为外螺纹结构,出气装置8在与进气管3连接的部位为带内螺纹结构,外螺纹结构的外径与内螺纹结构的内径相同,并能相互固定。进气管3的内径为22mm,外径为33mm。石墨底板7与出气装置8固定连接。
如图13和图14所示,将上述进气装置13置于石墨烯生长的高温真空炉中,通入气体流量为2000\/sccm的气体,进行石墨烯生长,单炉能生长80-120层石墨烯,且生长出的石墨烯良率提升。
实施例2:
实施例2提供一种用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置14,如图7和图8所示,包括:石墨进气管3、石墨出气装置8和石墨底板7,石墨出气装置8为空心的长方体盒体,盒体包括盒壁和由盒壁围成的空腔,盒壁的厚度为10mm,盒壁包括盖板5和无盖壳体6,盖板5和无盖壳体6密封连接,盖板5和无盖壳体6连接方式为内嵌式,多个出气孔4设置于盖板5上,出气孔4为圆形,设置方式为点阵排布,出气孔4的内径为1mm,孔间距为4.5mm。进气管3在连接出气装置8的一端为外螺纹结构,出气装置8在与进气管3连接的部位为带内螺纹结构,外螺纹结构的外径与内螺纹结构的内径相同,并能相互固定。进气管3的内径为18mm,外径为30mm。石墨底板7与出气装置8固定连接。
如图13和图14所示,将上述进气装置14置于石墨烯生长的高温真空炉中,通入气体流量为1000\/sccm的气体,进行石墨烯生长,单炉能生长80-120层石墨烯,且生长出的石墨烯良率提升。
实施例3:
实施例3提供一种用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置15,如图9和图10所示,包括:石墨进气管3、石墨出气装置8和石墨底板7,石墨出气装置8为空心的长方体盒体,盒体包括盒壁和由盒壁围成的空腔,盒壁的厚度为20mm,盒壁包括盖板5和无盖壳体6,盖板5和无盖壳体6密封连接,盖板5和无盖壳体6连接方式为覆盖式,多个出气孔4设置于盖板5上,出气孔4为圆形,设置方式为点阵排布,出气孔4的内径为3mm,孔间距为6.5mm。进气管3在连接出气装置8的一端为外螺纹结构,出气装置8在与进气管3连接的部位为带内螺纹结构,外螺纹结构的外径与内螺纹结构的内径相同,并能相互固定。进气管3为两根,分别设置于出气装置8的同一侧的上部和下部,进气管3的内径为24mm,外径为40mm。石墨底板7与出气装置8固定连接。
如图15和图16所示,将上述进气装置15置于石墨烯生长的高温真空炉中,每根进气管3通入气体流量为1500\/sccm的气体,进行石墨烯生长,单炉能生长80-120层石墨烯,且生长出的石墨烯良率提升。
实施例4:
实施例4提供一种用于石墨烯生长的高温真空炉的进气装置16,如图11和图12所示,包括:石墨进气管3、石墨出气装置8和石墨底板7,石墨出气装置8为空心的长方体盒体,盒体包括盒壁和由盒壁围成的空腔,盒壁的厚度为15mm,盒壁包括盖板5和无盖壳体6,盖板5和无盖壳体6密封连接,盖板5和无盖壳体6连接方式为内嵌式,多个出气孔4设置于盖板5上,出气孔4为圆形,设置方式为点阵排布,出气孔4的内径为2mm,孔间距为5.5mm。进气管3在连接出气装置8的一端为外螺纹结构,出气装置8在与进气管3连接的部位为带内螺纹结构,外螺纹结构的外径与内螺纹结构的内径相同,并能相互固定。进气管3为两根,分别设置于出气装置8的同一侧的上部和下部,进气管3的内径为20mm,外径为35mm。石墨底板7与出气装置8固定连接。
如图15和图16所示,将上述进气装置16置于石墨烯生长的高温真空炉中,每根进气管3通入气体流量为1200\/sccm的气体,进行石墨烯生长,单炉能生长80-120层石墨烯,且生长出的石墨烯良率提升。
最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920011535.7
申请日:2019-01-04
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:32(江苏)
授权编号:CN209702856U
授权时间:20191129
主分类号:C23C16/26
专利分类号:C23C16/26;C23C16/455
范畴分类:25F;
申请人:无锡第六元素电子薄膜科技有限公司;无锡格菲电子薄膜科技有限公司
第一申请人:无锡第六元素电子薄膜科技有限公司
申请人地址:214000 江苏省无锡市惠山经济开发区长安工业园标准厂房中惠路518-5号
发明人:胡泽平;刘海滨;季恒星;谭化兵
第一发明人:胡泽平
当前权利人:无锡第六元素电子薄膜科技有限公司
代理人:肖淑芳;史琳琳
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代理机构编号:北京世衡知识产权代理事务所(普通合伙) 11686
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