[发明专利]一种电子束扫描制备石墨烯晶体薄膜的装置

权利要求书

1.一种电子束扫描制备石墨烯晶体薄膜的装置，包括真空室及设于所述真空室顶部的电子枪，其特征在于，所述真空室的内部设有工作台，所述工作台上设有绝缘板，所述绝缘板上设有金属基板，所述金属基板上设有碳聚合物薄膜；

所述碳聚合物薄膜外侧至所述真空室内侧顶部的电子束流输出口的区域笼罩有碳粉吸附罩，所述碳粉吸附罩包括内层和外层，所述内层和外层之间设有多个绝缘陶瓷块，所述内层接地，所述外层与第一直流电源电性连接，以使所述内层和外层之间形成第一吸附静电场，该第一吸附静电场用于吸附所述电子束扫描制备石墨烯晶体薄膜过程中产生的碳粉。

2.根据权利要求1所述的电子束扫描制备石墨烯晶体薄膜的装置，其特征在于，所述碳粉吸附罩由无磁金属材料制成，且结构尺寸由所述碳聚合物薄膜外侧至所述真空室内侧顶部的电子束流输出口处逐渐减小。

3.根据权利要求1所述的电子束扫描制备石墨烯晶体薄膜的装置，其特征在于，所述内层与外层上分别均匀密布1～3mm的第一吸附孔，所述内层与外层上的第一吸附孔错位分布。

4.根据权利要求1所述的电子束扫描制备石墨烯晶体薄膜的装置，其特征在于，所述电子枪包括壳体，所述壳体的内部从上到下依次同轴安装有阴极、栅极、绝缘子、阳极、阳极固定盘、聚焦线圈、扫描线圈、线圈固定盘和碳粉吸附栅；

所述栅极安装在所述绝缘子上，所述阴极通过灯丝座固定在所述栅极上；

所述阳极固定盘上方至所述壳体顶部之间的腔体设置第一真空泵接口，所述第一真空泵接口连接第一真空泵组；

所述聚焦线圈、扫描线圈安装在所述线圈固定盘上，且安装于所述阳极固定盘的下端，所述碳粉吸附栅安装于所述线圈固定盘的下端；

所述碳粉吸附栅下方至所述壳体底部之间的腔体设置第二真空泵接口，所述第二真空泵接口连接第二真空泵组。

5.根据权利要求4所述的电子束扫描制备石墨烯晶体薄膜的装置，其特征在于，所述碳粉吸附栅包括正电栅网和接地栅网，所述正电栅网位于所述接地栅网的上方，且两者之间通过陶瓷套环连接，所述正电栅网、接地栅网和陶瓷套环之间形成连通的束流通道；

所述正电栅网与第二直流电源电性连接，所述接地栅网连接所述壳体接地，以使所述正电栅网和接地栅网之间形成第二吸附静电场，该第二吸附静电场用于吸附带负电且飘逸至所述碳粉吸附栅与壳体底部之间的碳粉。

6.根据权利要求5所述的电子束扫描制备石墨烯晶体薄膜的装置，其特征在于，所述束流通道的直径为40～60mm，所述正电栅网的尺寸小于所述接地栅网的尺寸，所述正电栅网与接地栅网之间间距为3～5mm；

所述正电栅网与接地栅网上分别均匀设置1mm的第二吸附孔，所述正电栅网与接地栅网上的第二吸附孔错位分布。

7.根据权利要求4所述的电子束扫描制备石墨烯晶体薄膜的装置，其特征在于，所述扫描线圈依序与扫描驱动电路、工控机电性连接，并组成电子束扫描系统；

所述扫描线圈包括X向扫描线圈和Y向扫描线圈，所述X向扫描线圈通过X向扫描驱动电路与所述工控机中的波形发生卡电性连接，所述Y向扫描线圈通过Y向扫描驱动电路与所述工控机中的波形发生卡电性连接。

8.根据权利要求7所述的电子束扫描制备石墨烯晶体薄膜的装置，其特征在于，所述阴极两端通过高压电缆与高压电源中的灯丝加热电源电性连接，所述栅极通过高压电缆与高压电源中的栅极电源电性连接；

所述聚焦线圈通过聚焦驱动电路与所述工控机电性连接；

所述金属基板通过电流传感器接地，且所述电流传感器与所述金属基板之间电性连接有成形质量采样电路，所述成形质量采样电路的另一端与所述工控机电性连接，所述工控机还与PLC系统电性连接。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的电子束扫描制备石墨烯晶体薄膜的装置，其特征在于，所述工作台为X-Y工作台，所述碳粉吸附罩内部安装有红外CCD系统，所述红外CCD系统与所述真空室外的显示器电性连接。

10.根据权利要求1至8任意一项所述的电子束扫描制备石墨烯晶体薄膜的装置，其特征在于，所述工作台为X工作台，所述工作台上设有平台工装，所述平台工装的两侧分别安装原料安装转轴和成品安装转轴；

所述绝缘板安装在所述平台工装上，所述碳聚合物薄膜一端安装在所述原料安装转轴，另一端紧贴所述金属基板并由所述成品安装转轴进行卷绕。