一种利用化学气相沉积制备复合材料的装置的制作方法

本实用新型涉及碳纳米复合材料领域，尤其涉及一种利用化学气相沉积制备复合材料的装置。

背景技术：

作石墨烯具有高比表面积、高导电率、高导热率、柔性等许多优点。同时，由于其特殊的片层结构和层与层之间较弱的范德瓦耳斯力，石墨烯在许多材料体系都存在团聚的困扰。碳纳米管作为一种独特的一维材料，却拥有桶石墨烯一样的高导电和比表面积。将石墨烯引入到碳管中，组成新型三维复合材料，期望碳纳米管在复合体系中可以起到支架作用而石墨烯在复合体系中起到连接点的作用，从而有效地降低石墨烯层的团聚，并且提高石墨烯碳纳米管复合体系在电学，力学等方面物理性能。

浮动化学气相沉积制备法是采用有机金属化合物为催化剂，噻吩为反应促进剂，将其融入乙醇当中，前驱体溶液被注入CVD炉内，乙醇在高温下裂解成碳原子，催化剂颗粒负载反应气氢气和氩气的载气中，在炉管中生长成碳纳米管产物，该方法能够连续化和批量化制备碳纳米管薄膜。但该方法生长成单纯的碳纳米管薄膜的电学，力学性能较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于为了解决以上现有技术的不足，提供一种利用化学气相沉积制备复合材料的装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种利用化学气相沉积制备复合材料的装置，包括化学气相沉积设备，收集装置和喷雾设备，其中收集装置设置于化学气相沉积设备出料口处；收集装置包括收集面、设置于收集面下方带动收集面进行位移的传动轮以及与传动轮连接的用于驱动传动轮的电机，收集面与化学气相沉积设备出料口相邻设置；喷雾设备包括雾化喷头，所述雾化喷头与收集面相对设置。

进一步地，所述的利用化学气相沉积制备复合材料的装置，所述化学气相沉积设备为三温区化学气相沉积设备。

进一步地，所述的利用化学气相沉积制备复合材料的装置，收集装置下方安装底座，底座设置在滑轨上，可沿滑轨进行位移。

进一步地，所述的利用化学气相沉积制备复合材料的装置，喷雾设备还包括物料储存容器和气体压缩泵，物料储存容器通过管道依次与气体压缩泵和雾化喷头连接。

进一步地，所述的利用化学气相沉积制备复合材料的装置，雾化喷头为超声波雾化喷头，气体压缩泵为气动隔膜泵。

进一步地，所述的利用化学气相沉积制备复合材料的装置，收集面为传送带，通过传动轮实现传送带传送。

更进一步地，所述的利用化学气相沉积制备复合材料的装置，滑轨上设置丝杆传动电机，通过丝杆传动实现底座沿滑轨位移。

更进一步地，所述的利用化学气相沉积制备复合材料的装置，传送带的材质为金属或尼龙。

本实用新型提供的利用化学气相沉积制备复合材料的装置，在装置工作过程中先利用浮动化学气相沉积法生长薄膜，在化学气相沉积设备（CVD）炉管另一侧放置收集装置和超声喷头。收集装置可以逆时针方向转动，同时在水平方向进行左右横移。收集装置收集从炉管出来的筒状类的薄膜，同时上方超声喷头向下喷射待复合材料。在收集装置的自转和横移运动作用下，薄膜和待复合材料均匀混合。然后将混合好的产物进行后处理得到复合薄膜。以上待复合材料可以选择10微米以下及纳米级别的材料，能够与薄膜实现很好的复合，得到复合膜，粒径太大的材料会对复合膜表面的结构以及光滑程度产生影响。

本实用新型提供的装置通过在浮动裂解法制备碳纳米管薄膜的过程中采用物理方法将待复合材料加入到碳纳米管薄膜中，一边收集碳管薄膜，雾化喷头一边往碳管膜上喷待复合材料。形成一层碳管膜一层待复合材料的混合结构，且采用雾化喷头在收集装置运动相配合下待复合材料可以均匀的分布在碳管膜上。最后进行高温热压的后处理方法得到碳纳米管复合膜。与现有技术相比本实用新型提供的装置及方法的复合过程没有加入化学反应，待复合材料和碳管膜表面都没有进行化学修饰，最大保留了两者的物理化学性质。

附图说明

图1为本实用新型利用化学气相沉积制备复合材料的装置示意图；其中1为化学气相沉积设备，2为收集装置，21为收集面，22为传动轮，3为喷雾设备，31为雾化喷头，32为物料储存容器，33为气体压缩泵。

具体实施方式：

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不应该理解为本实用新型上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本实用新型上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。

实施例1

如图1所示，为本实施例提供的利用化学气相沉积制备复合材料的装置，包括化学气相沉积设备1，收集装置2和喷雾设备3，其中收集装置2设置于化学气相沉积设备1出料口处；收集装置2包括收集面21、设置于收集面21下方带动收集面21进行位移的传动轮22以及与传动轮22连接的用于驱动传动轮22的电机23，收集面21与化学气相沉积设备1出料口相邻设置；喷雾设备3包括雾化喷头31，所述雾化喷头31与收集面21相对设置。喷雾设备3还包括物料储存容器32和气体压缩泵33，物料储存容器32通过管道依次与气体压缩泵33和雾化喷头31连接。

本实施例提供的利用化学气相沉积制备复合材料的装置在工作过程中，首先通过化学气相沉积设备1制备得到薄膜元素的薄膜，制备得到的薄膜从出料口出来通过牵引到收集装置2的收集面21上，在收集面21的传送下，通过雾化喷头31向收集面21上的薄膜喷射待复合材料，实现了薄膜和待复合材料的良好复合，形成一层待复合材料一层薄膜的复合结构，同时下没有进行化学反应的条件下保存了两种材料的特性。

本实施例提供的装置，根据实际使用需求，可以将装置设置在一定的平台上（如图1所示装置下方的平台），更好的提升使用方便性。

实施例2

本实施例为以上实施例1的进一步改进，其中所述化学气相沉积设备1为三温区化学气相沉积设备，可以实现更好的沉积效果，满足不同需要，收集装置2下方安装有底座，底座设置在滑轨上，可沿滑轨进行位移。滑轨上可以设置丝杆传动电机，通过丝杆传动实现底座沿滑轨位移；雾化喷头31可以为超声波雾化喷头，气体压缩泵33可以为气动隔膜泵；收集面21为传送带，通过传动轮22实现传送带传送。同时，在实际使用过程中，根据实际需要，传送带的材质可以为金属或尼龙，可以通过金属丝或尼龙丝编织成传送带，更好的增加传送带附着碳纳米薄膜的性能。雾化喷头31可以为超声波雾化喷头，气体压缩泵33可以为气动隔膜泵，能够更好的发挥作用。