CN106395813B - 一种单晶体石墨材料制备提纯装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单晶体石墨材料制备提纯装置，包括反应炉，反应炉内设置有多层用于放置石墨片材的隔层，反应炉内壁上还设置有多个与隔层对应的磨损板，磨损板朝向隔层的面上具有磨擦颗粒，连接磨损板设置有振动装置，所述反应炉底部设有提纯罐。与现有技术相比，本发明的一种单晶体石墨材料制备提纯装置，首先将石墨片材进行高温加热，然后利用磨损板对石墨片材进行物理磨损，将高温下石墨片材表面上分离出的单晶体从石墨片材上分离，完成石墨单晶体制备，而提纯罐收集从石墨片材上分离的物质，利用石墨单晶体相比其他杂质或多晶体较轻的特点，吸收漂浮在提纯罐上部单晶体含量较高的空气，提取到纯度较高的石墨单晶体。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型材料制造装置，特别是一种单晶体石墨材料制备提纯装置，属于新型材料制备领域。
背景技术
近年来，随着科技的蓬勃发展，电子产品的工作性能不断地被提升，并且电子产品的尺寸亦越来越小，而随着电子产品的工作速度与效率的提高，这也意味着电子产品的发热量越来越大，因此电子产品不仅需要配备相应的散热装置，还要确保散热装置具有绝佳的散热能力，以适时地散除电子产品内部的电子组件工作时所产生的热能，借此确保电子产品能正常运作，进而提高产品性能的可靠性及延长产品的使用寿命。
对此，石墨片 (Graphite Sheet) 因具有相对于金属散热片的低密度特性，以及具 有高散热 / 导热、绝缘抗腐蚀及低热阻等特性，目前已成为用以帮助电子产品实现快速散 热 / 导热的首选材料。石墨片除了可以沿水平进行导热，还可沿垂直方向进行导热，特别是 石墨片为片层状结构，因此更能适用于任何产品的表面，以利于达到更佳的散热 /导热的 作用。然而，在传统的石墨片的制备过程中，通常须先对天然的石墨鳞片进行酸化处理 及连续高温锻烧以产生石墨蓬松片，接着静置石墨蓬松片一特定时间以便退温取出。之后， 还须将石墨蓬松片滚压成预定厚度的石墨片，以完成石墨片的制备。值得注意的是，在单次 石墨片的制备过程，仅能获得一石墨片，如此反复操作将花费大量的制备时间，这将使得石 墨片的产能效率无法提高。
如专利号为201310369027.3一种纳米石墨片的制备方法，以天然鳞片石墨为原料，采用氧化剂和插层剂对天然鳞片石墨进行氧化插层处理，形成插层可膨胀石墨，采用微波加热方式对插层可膨胀石墨进行膨化，形成膨胀石墨，其后，在有机溶剂中，采用超声辐照对膨胀石墨进行剥离而成纳米石墨片；本发明方法操作简单，效率高，安全性好，膨胀均匀；所制备出的纳米石墨片其直径为0.5～20μm，厚度为0.35～50nm，平均厚度35nm，剥离程度高，具有卷筒形、卷曲S形、凹凸团块形不同形貌，导热性能良好，在有机溶剂中容易分散。
又如申请号为201410122837.3一种石墨片的制备方法，包括提供第一石墨片，并且黏附第一及第二离型基材于第一石墨片 的第一及第二表面上，接着沿第一石墨片的第一侧边分离第一及第二离型基材，以将第一石墨片分离为厚度均匀的第二及第三石墨片，之后压实分离后的第二石墨片，且黏附第三离型基材于压 实后的第二石墨片的分离面上，以便沿第二石墨片的第二侧边分离第一及第三离型基材，进而将第二石墨片分离为厚度均匀的第四及第五石墨片。本发明所提出的石墨片的制备方法可减少传 统石墨片的制备时间，并且还可简化制备流程，降低成本及减少污染。
以上两种制备方法都均影响了石墨片晶体的物理形态和化学形态，制备出的石墨会存在特性上的偏差。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种单晶体石墨材料制备提纯装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种单晶体石墨材料制备提纯装置，包括反应炉，所述反应炉内设置有多层用于放置石墨片材的隔层，所述隔层固定在反应炉内壁上，所述反应炉内壁上还设置有多个与隔层对应的磨损板，所述磨损板固定在反应炉内壁上，磨损板部分位于隔层上方，磨损板朝向隔层的面上具有磨擦颗粒，磨损板的另一面上设置有电阻加热器，连接磨损板设置有振动装置，所述振动装置分别连接每个磨损板，所述反应炉上还设置有内部鼓风装置；所述反应炉底部设有漏斗管道，连接漏斗管道设置有提纯罐，所述提纯罐底部设置有螺旋桨，提纯罐内上部设置有抽气管道，所述抽气管道分布在提纯罐内上部，所述漏斗管道与提纯罐之间具有闭合阀门。
作为更进一步的优选方案，所述反应炉连接多层隔层的部分上设置有提升装置，所述提升装置为提升板，多层隔层固定在提升板上，提升板连接反应炉处设置有用于提升的驱动电机。
作为更进一步的优选方案，设置有至少三层隔层，相邻两个隔层之间间距为10cm-20cm。
作为更进一步的优选方案，所述隔层的长度为40cm-60cm。
作为更进一步的优选方案，所述反应炉上设置有压力控制阀。
有益效果
与现有技术相比，本发明的一种单晶体石墨材料制备提纯装置，首先将石墨片材进行高温加热，然后利用磨损板对石墨片材进行物理磨损，将高温下石墨片材表面上分离出的单晶体从石墨片材上分离，完成石墨单晶体制备，而提纯罐收集从石墨片材上分离的物质，利用石墨单晶体相比其他杂质或多晶体较轻的特点，吸收漂浮在提纯罐上部单晶体含量较高的空气，提取到纯度较高的石墨单晶体，具体具有以下优点：
1。隔层和磨损板相互配合，可以对隔层上的石墨片材进行加热和磨损处理，取得石墨单晶体方法简单高效，适合广泛运用。
2. 振动装置可以调节磨损板对石墨片材的磨损频率和范围，根据不同材质的石墨板可以进行针对性的调节。
3. 提升装置可以调节石墨片材被磨损的力度，调节提升力度可以选择获得单晶体石墨和多晶体石墨，增加了其用途。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
其中，11-反应炉，12-隔层，13-磨损板，14-电阻加热器，15-振动装置，16-内部鼓风装置，17-提升板，18-压力控制阀，19-漏斗管道，20-提纯罐，21-螺旋桨，22-抽气管道。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选技术方案。
如图所示，本发明的一种单晶体石墨材料制备提纯装置，包括反应炉11，所述反应炉11内设置有多层用于放置石墨片材的隔层12，所述隔层12固定在反应炉11内壁上，所述反应炉11内壁上还设置有多个与隔层12对应的磨损板13；
所述磨损板13固定在反应炉11内壁上，磨损板13部分位于隔层12上方，磨损板13朝向隔层12的面上具有磨擦颗粒；
磨损板13的另一面上设置有电阻加热器14；
连接磨损板13设置有振动装置15，所述振动装置15分别连接每个磨损板13；
所述反应炉11上还设置有内部鼓风装置16，对内部的气流循环有着帮助。
所述反应炉11底部设有漏斗管道19，连接漏斗管道19设置有提纯罐20，所述提纯罐20底部设置有螺旋桨21，螺旋桨21先将提纯罐20内所有物质吹散，是所有颗粒物质弥漫在提纯罐20内，而较重的杂质则首先降落，较轻的物质则漂浮在提纯罐20内时间较久，提纯罐20内上部设置有抽气管道22，待较重的杂质降落后，利用抽气管道22对提纯罐20内上层空气进行吸纳，所述漏斗管道19与提纯罐20之间具有闭合阀门,而抽气管道22分布在提纯罐20内上部可以增大一次性吸气面积，快速吸收上部空气，避免吸气时间长，单晶体出现下落情况。
进一步的，所述反应炉11连接多层隔层12的部分上设置有提升装置，所述提升装置为提升板17，多层隔层12固定在提升板17上，提升板17连接反应炉11处设置有用于提升的驱动电机，一般电脑终端控制，提升的力度需要非常精确，而且跨度也非常小。
进一步的，设置有至少三层隔层12，相邻两个隔层12之间间距为10cm-20cm。
进一步的，所述隔层12的长度为40cm-60cm。
进一步的，所述反应炉11上设置有压力控制阀18。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种单晶体石墨材料制备提纯装置，其特征在于：包括反应炉(11)，所述反应炉(11)内设置有多层用于放置石墨片材的隔层(12)，所述隔层(12)固定在反应炉(11)内壁上，所述反应炉(11)内壁上还设置有多个与隔层(12)对应的磨损板(13)，所述磨损板(13)固定在反应炉(11)内壁上，磨损板(13)部分位于隔层(12)上方，磨损板(13)朝向隔层(12)的面上具有磨擦颗粒，磨损板(13)的另一面上设置有电阻加热器(14)，连接磨损板(13)设置有振动装置(15)，所述振动装置(15)分别连接每个磨损板(13)，所述反应炉(11)上还设置有内部鼓风装置(16)；所述反应炉(11)底部设有漏斗管道(19)，连接漏斗管道(19)设置有提纯罐(20)，所述提纯罐(20)底部设置有螺旋桨(21)，提纯罐(20)内上部设置有抽气管道(22)，所述抽气管道(22)分布在提纯罐(20)内上部，所述漏斗管道(19)与提纯罐(20)之间具有闭合阀门；所述反应炉(11)连接多层隔层(12)的部分上设置有提升装置，所述提升装置为提升板(17)，多层隔层(12)固定在提升板(17)上，提升板(17)连接反应炉(11)处设置有用于提升的驱动电机；设置有至少三层隔层(12)，相邻两个隔层(12)之间间距为10cm-20cm。
2.根据权利要求1所述的一种单晶体石墨材料制备提纯装置，其特征在于：所述隔层(12)的长度为40cm-60cm。
3.根据权利要求1所述的一种单晶体石墨材料制备提纯装置，其特征在于：所述反应炉(11)上设置有压力控制阀(18)。
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