[发明专利]用于石墨化炉的石墨坩埚及其制备石墨烯导热膜的方法

说明书

本发明提供用于石墨化炉的石墨坩埚，包括坩埚体、坩埚盖和插板，所述坩埚体包括至少一个腔室，当坩埚体包括一个腔室时，隔板置于坩埚体内一侧，当坩埚体包括多个腔室时，插板置于坩埚体内，通过插板将坩埚体分成多个腔室。本发明还提供石墨坩埚制备石墨烯导热膜的方法。本发明结构简单、装卸方便，可用于大规模生产。

技术领域

本发明属于坩埚制造技术领域，具体涉及一种用于石墨化炉的石墨坩埚及其制备石墨烯导热膜的方法。

背景技术

石墨烯因其特殊的二维晶体结构，有着很好的机械强度、电子迁移率、高比表面积等特点，同时也有着很高的理论热导率，达到5300W/m·K，是已知热导率最高的材料，远远高于石墨、碳纳米管等其他碳材料的热导率，使其在热管理领域具有巨大的应用前景。

目前还原氧化石墨烯薄膜是近几年石墨烯导热膜制备的主要技术路线之一。利用还原氧化石墨烯膜的方法制备石墨烯导热膜的热处理还原过程中，需要用到石墨化炉，对石墨烯的缺陷进行修复。石墨化炉按加热方式分类有直接加热炉和间接加热炉两种。其中间接加热炉主要感应包括感应炉和耐高温材料的电阻炉，该炉型生产效率低、能耗高，是目前石墨烯导热膜制备的主要使用的炉型。而直接加热生产方式的艾奇逊炉，结构简单、稳定可靠、生产效率高、能耗低，目前主要用于石墨粉料提纯等高温处理，一百多年来，一直是炭素工业的主要石墨化设备。由于石墨烯导热膜是片材，而现有艾奇逊炉使用的石墨坩埚主要用于粉状的负极材料加工，无法直接用于石墨烯导热膜的制备。

发明内容

针对现有技术存在问题中的一个或多个，本发明提供一种用于石墨化炉的石墨坩埚，包括坩埚体、坩埚盖和插板，所述坩埚体包括至少一个腔室，当坩埚体包括一个腔室时，隔板置于坩埚体内一侧，当坩埚体包括多个腔室时，插板置于坩埚体内，通过插板将坩埚体分成多个腔室。

可选地，所述石墨坩埚还包括隔板，石墨纸和石墨烯泡沫膜采用一层石墨纸烯泡沫膜一层石墨纸方式堆叠，所述隔板将堆叠的石墨纸和石墨烯泡沫膜隔开。

可选地，所述隔板厚度为10-30mm，进一步优选地，隔板厚度为20mm；优选地，隔板的材质为高纯石墨或等静压石墨，进一步优选地，隔板的材质为等静压石墨。

可选地，所述坩埚体和坩埚盖呈长方体或正方体形。

可选地，所述坩埚体为空心长方体或正方体，高度在300-800mm之间，宽度在300-800mm之间，长度在300-1000mm之间，壁厚在20-60mm之间，底部厚度在20-80mm之间，优选地，插板高度300-800mm，长度300-800mm之间。

可选地，所述坩埚盖底部有凸台，所述坩埚盖的边沿呈T形，坩埚盖的边沿T形固定在坩埚体的顶部，优选地，坩埚盖总厚30-80mm之间，凸台厚度在5-30mm之间。

可选地，所述坩埚体的材质为高纯石墨、等静压石墨或石墨电极，优选地，坩埚体的材质为等静压石墨；所述插板的材质为高纯石墨、等静压石墨或石墨电极材质，优选地，所述插板的材质为高纯石墨；所述坩埚盖材质为高纯石墨、等静压石墨或石墨电极，优选地，所述坩埚盖材质为等静压石墨。

可选地，所述坩埚体内部有φ2-8mm的倒角，优选地，倒角尺寸为φ5mm。

可选地，所述坩埚体设置有插槽孔，用于连接插板，优选地，插槽孔宽度为5-30mm，深度为10-20mm。

可选地，所述插板上设置有孔，用于连接拉动插板的拉具，优选地，所述孔的直径为φ5-15mm直径，进一步优选地，所述孔的直径为φ5mm；优选地，所述拉具为绳索。

根据本发明的另一个方面，提供一种利用上述石墨坩埚制备石墨烯导热膜的方法，包括：

石墨纸和石墨烯泡沫膜采用一层石墨烯泡沫膜一层石墨纸方式堆叠平铺在坩埚体内部，上端预留设定高度，作为石墨烯泡沫膜石墨化阶段的膨胀空间；