[实用新型]正压卷对卷制备设备

说明书

本实用新型提供一种正压卷对卷制备设备，包括管道、放线机构、收线机构、加热机构、保护气及碳源供应机构、真空机构、第一液体密封机构、第二液体密封机构和控制机构，收线机构、加热机构、保护气及碳源供应机构和真空机构分别与控制机构连接以执行动作。通过第一液体密封机构能够实现对释放后加热前的铜材进行前处理，通过第二液体密封机构能够实现对加热后收卷前的铜材进行后处理，减少铜材与氧气时间的接触，同时避免管道内对应于加热机构区域的压力不受外界大气压的影响，提高制备出的石墨烯铜材的品质。本申请提供的正压卷对卷制设备在制备过程中采用正压，降低了对真空度的要求，生产工艺更加简单，进而能够提高生产效率。

技术领域

本实用新型属于石墨烯薄膜制备技术领域，具体涉及一种正压卷对卷制备设备。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

通过复合石墨烯等碳材料提高铜的导电能力是制备高导铜的主流策略之一。传统的方案通过静态化学气相沉积法在极高温(大于1000度，接近铜的熔点)下制备石墨烯铜材，但这些方案都无法实现连续化生产，导致能耗和成本都非常高，不能在下游领域成功应用。

制备石墨烯时一般是以铜箔为催化基底，将铜箔的收卷和放卷同时置放于真空系统中，从而实现生产过程中的卷对卷，但现有设备存在以下缺点：1、工艺温度一般在1000度以上，腔室间的密封很难实现，只能通过很长的非工作区冷却保护阀门；2、为了保护高真空系统中的部件不被氧化，每卷铜箔生长结束后，需要对系统进行长时间降温后再打开密封舱门；3、石墨烯生长速度慢，即铜箔在真空系统中的移动速度慢，生产效率非常低；4、主要使用氢气(在铜加工过程中会导致“氢病”降低铜材性能)作为保护，甲烷等气体作为碳源，这些气体都属于易燃易爆品；5、生产过程中采用高真空度，维持高真空度难度高，生产效率低。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型提出了一种正压卷对卷制备设备，包括：

管道；

放线机构，所述放线机构设置于所述管道内并用于缠绕铜材；

收线机构，所述放线机构设置于所述管道内并用于收卷所述放线机构上的铜材；

加热机构，所述加热机构位于所述管道外侧，所述放线机构和所述收线机构分别位于所述加热机构的两侧，所述加热机构用于加热所述铜材；

保护气及碳源供应机构，所述保护气及碳源供应机构与所述管道连通以向所述管道内通入碳源和保护气；

真空机构，所述真空机构与所述管道连通以形成真空负压；

第一液体密封机构，所述第一液体密封机构位于所述放线机构和所述加热机构之间，所述第一液体密封机构用于对释放后的所述铜材进行前处理；

第二液体密封机构，所述第二液体密封机构位于所述收线机构和所述加热机构之间，所述第一液体密封机构用于对收卷前的所述铜材进行后处理；

控制机构，所述收线机构、所述加热机构、所述保护气及碳源供应机构和所述真空机构分别与所述控制机构连接以执行动作。

放线机构用于缠绕铜材，铜材的一端连接在放线机构上并在放线机构上缠绕多圈，铜材的另一端连接在收线机构上，控制机构控制收线机构动作执行收卷动作，使铜材在加热机构和保护气及碳源供应机构的作用下不断完成石墨烯生长。

根据制备的过程，保护气及碳源供应机构与管道连通可以向管道内对应于加热机构的区域通入保护气和碳源，也可以向管道内仅通入保护气。