阅读说明：本技术 一种防止金属污染的hf-pecvd法制石墨烯装置 (Prevent metal pollution's HF-PECVD legal system graphite alkene device ) 是由 刘柏祥 于 2020-07-28 设计创作，主要内容包括：一种防止金属污染的HF-PECVD法制石墨烯装置,包括机体以及设置于所述机体中的热丝管,所述热丝管中设有两个电极块,所述电极块之间连接有钨丝,所述热丝管左端设有与外界连通的进气口,所述机体中设有位于所述热丝管右侧的石墨烯腔,所述热丝管右端和所述石墨烯腔相连通,所述石墨烯腔右壁上设有与外界连通的出口,所述机体中设有位于所述石墨烯腔右侧的处理腔,所述处理腔左端设有与外界连通的入口,本装置可以自动除去沉淀石墨烯时产生的金属污染,并通过碘将污染变为碘化钨最后重新分解为钨并附着在钨丝上,同时本装置可以根据钨丝变化的重量从而加入不同量的碘蒸汽对污染物进行处理。(A device for preparing graphene by an HF-PECVD method for preventing metal pollution comprises a machine body and a hot wire tube arranged in the machine body, two electrode blocks are arranged in the hot wire tube, a tungsten wire is connected between the electrode blocks, an air inlet communicated with the outside is arranged at the left end of the hot wire tube, a graphene cavity positioned on the right side of the hot wire tube is arranged in the machine body, the right end of the hot wire tube is communicated with the graphene cavity, an outlet communicated with the outside is arranged on the right wall of the graphene cavity, a processing cavity positioned on the right side of the graphene cavity is arranged in the machine body, the left end of the processing cavity is provided with an inlet communicated with the outside, the device can automatically remove metal pollution generated during graphene precipitation, the pollution is changed into tungsten iodide through iodine, the tungsten iodide is finally decomposed again and attached to a tungsten filament, meanwhile, the device can add iodine vapor with different amounts to treat pollutants according to the changed weight of the tungsten filament.)

一种防止金属污染的HF-PECVD法制石墨烯装置

技术领域

本发明涉及新材料加工技术领域，具体一种防止金属污染的HF-PECVD法制石墨烯装置。

背景技术

HF-PECVD法利用热丝(钽丝或者钨丝)产生的高温(2 000 ℃以上)来激发等离子体在金属衬底(铜箔或者镍箔为主)上沉积石墨烯，其优点是样品的均匀性可以调节，但是由于钽丝或者钨丝在高温作用下会带来金属污染，通常不能得到质量高的石墨烯，而钨丝不断的被消耗无法重复使用，针对上述问题，本发明进行了改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种防止金属污染的HF-PECVD法制石墨烯装置，克服了上述的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

本发明的一种防止金属污染的HF-PECVD法制石墨烯装置，包括机体以及设置于所述机体中的热丝管，所述热丝管中设有两个电极块，所述电极块之间连接有钨丝，所述热丝管左端设有与外界连通的进气口,所述机体中设有位于所述热丝管右侧的石墨烯腔，所述热丝管右端和所述石墨烯腔相连通，所述石墨烯腔右壁上设有与外界连通的出口，所述机体中设有位于所述石墨烯腔右侧的处理腔，所述处理腔左端设有与外界连通的入口，所述石墨烯腔中设有右端延伸至所述处理腔中第一滑槽，所述第一滑槽上滑动设有加热板，所述加热板上设有金属衬底，所述机体中设有位于所述处理腔右侧的传动腔，所述传动腔中设有开门机构，所述开门机构可以控制所述出口和所述入口的开关，所述传动腔右壁上设有电机，所述电机轴左端动力连接有电机轴，所述电机轴上固定设有第一齿轮，所述传动腔中设有夹取机构，所述夹取机构可以夹取金属衬底并将其运到所述处理腔中，所述传动腔中转动设有齿轮轴，所述齿轮轴上固定设有和所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述齿轮轴上固定设有第三齿轮，所述齿轮轴上固定设有第一锥齿轮，所述传动腔中转动设有线轮轴，所述线轮轴上固定设有和所述第三齿轮啮合的第四齿轮，所述线轮轴上固定设有第一线轮，所述机体中设有位于所述热丝管上侧的回收腔，所述回收腔和所述处理腔之间通过碘化钨管连通，所述回收腔底壁上设有第一滑槽，所述第一滑槽上滑动设有第一磁铁，所述第一磁铁和所述第一线轮之间连接有第一拉线，所述第一磁铁和所述回收腔上壁之间连接有第一弹簧，所述回收腔中设有挤压管，所述挤压管中设有固定板，所述固定板和所述挤压管上端连接有第二弹簧，所述固定板下端设有第二磁铁，所述回收腔中设有第二滑槽，所述第二滑槽上滑动设有负重块，所述机体中设有位于所述处理腔前侧的碘蒸汽腔，所述碘蒸汽腔上端和所述挤压管之间设有排气管，所述排气管中设有阀门，所述碘蒸汽腔下端和所述回收腔之间设有排碘管，所述碘蒸汽腔中设有第三滑槽，所述第三滑槽上滑动设有推板，所述推板和所述碘蒸汽腔顶壁之间连接有第三弹簧，所述碘蒸汽腔和所述处理腔之间设有碘蒸汽管，所述碘蒸汽管和所述排碘管中设有气压阀。

进一步的，所述机体左侧设有电动滑轨，所述电动滑轨上滑动设有第一滑块，所述第一滑块可以控制所述进气口的开关。

进一步的，所述开门机构包括转动设置于所述传动腔中的锥齿轮轴，所述传动腔前后壁之间转动设有锥齿轮轴，所述锥齿轮轴上固定设有和所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述锥齿轮轴上固定设有第二线轮，所述处理腔和所述石墨烯腔之间设有第四滑槽，所述第四滑槽上滑动设有铁门，所述第二线轮和所述铁门之间连接有第二拉线。

进一步的，所述夹取机构包括设置于所述传动腔中的螺纹槽，所述螺纹槽上转动设有螺纹杆，所述螺纹杆上固定设有和所述第一齿轮啮合的长齿轮，所述处理腔中设有第五滑槽，所述第五滑槽上滑动设有第二滑块，所述第二滑块和所述第五滑槽之间连接有第三弹簧，所述第二滑块左端设有夹块，所述夹块和所述第二滑块通过铰连接轴连接。

本发明的有益效果 ：本装置可以自动除去沉淀石墨烯时产生的金属污染，并通过碘将污染变为碘化钨最后重新分解为钨并附着在钨丝上，同时本装置可以根据钨丝变化的重量从而加入不同量的碘蒸汽对污染物进行处理。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明整体结构示意图；

图2是图1中A-A处结构示意图；

图3是图1中B-B处结构示意图；

图4是图2中C-C处结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1-4对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

结合附图 1-4所述的一种防止金属污染的HF-PECVD法制石墨烯装置，主要包括机体10以及设置于所述机体10中的热丝管14，所述热丝管14中设有两个电极块25，所述电极块25之间连接有钨丝26，所述热丝管14左端设有与外界连通的进气口15,所述机体10中设有位于所述热丝管14右侧的石墨烯腔13，所述热丝管14右端和所述石墨烯腔13相连通，所述石墨烯腔13右壁上设有与外界连通的出口51，所述机体10中设有位于所述石墨烯腔13右侧的处理腔12，所述处理腔12左端设有与外界连通的入口48，所述石墨烯腔13中设有右端延伸至所述处理腔12中第一滑槽70，所述第一滑槽70上滑动设有加热板53，所述加热板53上设有金属衬底52，所述机体10中设有位于所述处理腔12右侧的传动腔11，所述传动腔11中设有开门机构90，所述开门机构90可以控制所述出口51和所述入口48的开关，所述传动腔11右壁上设有电机39，所述电机轴38左端动力连接有电机轴38，所述电机轴38上固定设有第一齿轮37，所述传动腔11中设有夹取机构91，所述夹取机构91可以夹取金属衬底52并将其运到所述处理腔12中，所述传动腔11中转动设有齿轮轴35，所述齿轮轴35上固定设有和所述第一齿轮37啮合的第二齿轮36，所述齿轮轴35上固定设有第三齿轮34，所述齿轮轴35上固定设有第一锥齿轮33，所述传动腔11中转动设有线轮轴19，所述线轮轴19上固定设有和所述第三齿轮34啮合的第四齿轮29，所述线轮轴19上固定设有第一线轮20，所述机体10中设有位于所述热丝管14上侧的回收腔18，所述回收腔18和所述处理腔12之间通过碘化钨管27连通，所述回收腔18底壁上设有第一滑槽23，所述第一滑槽23上滑动设有第一磁铁24，所述第一磁铁24和所述第一线轮20之间连接有第一拉线21，所述第一磁铁24和所述回收腔18上壁之间连接有第一弹簧22，所述回收腔18中设有挤压管55，所述挤压管55中设有固定板57，所述固定板57和所述挤压管55上端连接有第二弹簧54，所述固定板57下端设有第二磁铁58，所述回收腔18中设有第二滑槽68，所述第二滑槽68上滑动设有负重块59，所述机体10中设有位于所述处理腔12前侧的碘蒸汽腔61，所述碘蒸汽腔61上端和所述挤压管55之间设有排气管56，所述排气管56中设有阀门67，所述碘蒸汽腔61下端和所述回收腔18之间设有排碘管65，所述碘蒸汽腔61中设有第三滑槽64，所述第三滑槽64上滑动设有推板63，所述推板63和所述碘蒸汽腔61顶壁之间连接有第三弹簧62，所述碘蒸汽腔61和所述处理腔12之间设有碘蒸汽管45，所述碘蒸汽管45和所述排碘管65中设有气压阀66。

有益地，所述机体10左侧设有电动滑轨17，所述电动滑轨17上滑动设有第一滑块16，所述第一滑块16可以控制所述进气口15的开关。

有益地，所述开门机构90包括转动设置于所述传动腔11中的锥齿轮轴31，所述传动腔11前后壁之间转动设有锥齿轮轴31，所述锥齿轮轴31上固定设有和所述第一锥齿轮33啮合的第二锥齿轮30，所述锥齿轮轴31上固定设有第二线轮32，所述处理腔12和所述石墨烯腔13之间设有第四滑槽74，所述第四滑槽74上滑动设有铁门50，所述第二线轮32和所述铁门50之间连接有第二拉线49。

有益地，所述夹取机构91包括设置于所述传动腔11中的螺纹槽42，所述螺纹槽42上转动设有螺纹杆41，所述螺纹杆41上固定设有和所述第一齿轮37啮合的长齿轮40，所述处理腔12中设有第五滑槽72，所述第五滑槽72上滑动设有第二滑块71，所述第二滑块71和所述第五滑槽72之间连接有第三弹簧69，所述第二滑块71左端设有夹块44，所述夹块44和所述第二滑块71通过铰连接轴43连接。

工作步骤为：第一滑块16沿电动滑轨17滑动打开进气口15，电极块25通电并提高钨丝26的温度，甲烷提通过进气口15、钨丝26进入石墨烯腔13中在金属衬底52上生成石墨烯，当制作完成后第一滑块16沿电动滑轨17滑动重新封闭进气口15，第一磁铁24启动吸住电极块25，电机39启动带动电机轴38、第一齿轮37、第二齿轮36、齿轮轴35、第一锥齿轮33、第二锥齿轮30、锥齿轮轴31、第二线轮32转动拉动第二拉线49使铁门50沿第四滑槽74向上滑动打开出口51和入口48，第一齿轮37转动带动长齿轮40、螺纹杆41转动，从而推动第二滑块71沿第五滑槽72下向左运动至一定位置，夹块44沿铰连接轴43转动夹紧加热板53，齿轮轴35转动时带动第四齿轮29、线轮轴19、第一线轮20转动拉动第一拉线21使第一磁铁24、电极块25、钨丝26一起沿第一滑槽23向上运动，第二磁铁58松开负重块59，第一磁铁24沿第一滑槽23滑动时通过吸盘60推动负重块59沿第二滑槽68运动，当第一磁铁24运动至一段距离后第一磁铁24松开电极块25，第二磁铁58吸住电极块25，电机39反转带动带动电机轴38、第一齿轮37、第二齿轮36、齿轮轴35、第一锥齿轮33、第二锥齿轮30、锥齿轮轴31、第二线轮32转动从而放松第二拉线49，使铁门50在重力的作用下重新封闭入口48和出口51，第一齿轮37转动带动长齿轮40、螺纹杆41转动，使螺纹杆41和第二滑块71不再相抵，第二滑块71在第三弹簧69的作用下沿第五滑槽72运动回到起始位置，齿轮轴35转动时带动第四齿轮29、线轮轴19、第一线轮20转动放松第一拉线21使第一磁铁24在第一弹簧22的作用下回到起始位置，阀门67启动因钨丝26的重量减少固定板57和第二磁铁58在第二弹簧54的作用下向上运动将挤压管55中的空气通过排气管56挤压进入碘蒸汽腔61中，从而挤压推板63使推板63沿第三滑槽64滑动，气压阀66受压打开碘蒸汽腔61中的碘蒸汽通过碘蒸汽管45经进入处理腔12中，加热板53加热使金属衬底52上的钨和碘蒸汽反应生成碘化钨，生成的碘化钨通过碘化钨管27进入回收腔18，因为碘化钨不稳定分解在钨丝26上重新生成钨和碘蒸汽，生成的碘蒸汽从排碘管65回到碘蒸汽腔61中，然后电机39启动重新将电极块25和加热板53放回起始位置。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。