一种用于激光诱导石墨烯的多道次扫描装置，该装置包括：箔材传送装置和激光扫描装置；所述箔材传送装置包括放卷机、导辊、收卷机、反馈传感器、控制器；所述激光扫描装置包括激光器、扫描聚焦头；所述箔材传送装置的控制器控制收放卷机拉动所述涂布碳源的箔材，将所述箔材通过导辊拉平，通过传感器的反馈实现恒速、恒张力运转；激光聚焦在所述导辊卷饶的所述箔材表面，且沿垂直所述材料运动方向快速扫描，通过多道次的激光扫描，使所述衬底材料表面的碳源逐渐形成多孔石墨烯。多道次激光扫描能够减少激光的热输入，避免所述衬底箔材的表面变形，并保证碳源的石墨烯转化率。并保证碳源的石墨烯转化率。并保证碳源的石墨烯转化率。
【技术实现步骤摘要】
一种用于激光诱导石墨烯的多道次扫描装置
[0001]本专利技术涉及石墨烯材料制备装置
，特别是一种用于激光诱导石墨烯的多道次扫描装置。
技术介绍
[0002]相对于石墨烯单晶，三维多孔结构的石墨烯具有独特的物理和化学性质，在生物、材料、能源、信息等领域的具有巨大的潜在应用。因此近年来，多孔石墨烯在生物、材料、能源、信息等领域的潜在应用及其制备技术受到广泛关注。通过化学气相沉积和等离子增强化学气相沉积可以在衬底表面原位制造多孔石墨烯。然而，工艺所需要的高温条件或或限制了衬底类型，或损伤了衬底的力学性能。对官能化的石墨烯溶液进行处理的方法也得到广泛应用，但这种方法制备的石墨烯需要额外的涂布工艺。
[0003]激光可以用来诱导光化学和光热反应，能够在大气环境下进行局部加工，具有加热快、冷却快的特点，是一种理想的热源。2014年，美国研究学者提出一种激光诱导石墨烯技术(LIG)。该技术在普通大气环境中，使用激光直接作用的碳源制备了三维多孔石墨烯。与传统的二维石墨烯相比，LIG具有同样优异的导电性、导热性、化学稳定性以及超高的表面积。为了将LIG技术应用到工业生产中，需要开发一种高效的在衬底表面原位制备多孔石墨烯的方法，以满足许多潜在的应用。
[0004]同时现有的制备设备，无法对材料在传送过程中进行整平，以及在传送过程中，材料会吸附有一定的灰尘，现有的制备装置不具备除尘的功能，导致无法满足实际使用中的生产需求，同时也降低了扫描的准确性，鉴于此，针对上述问题深入研究，遂有本案产生。
技术实现思路
<br/>[0005]本专利技术的目的是为了解决上述问题，设计了一种用于激光诱导石墨烯的多道次扫描装置。
[0006]实现上述目的本专利技术的技术方案为：一种用于激光诱导石墨烯的多道次扫描装置，包括：箔材传送装置和激光扫描装置；所述箔材传送装置用于卷饶、支撑涂布碳源的箔材，包括放卷机、导辊、收卷机、反馈传感器、控制器；所述激光扫描装置包括激光器、扫描聚焦头；所述箔材传送装置的控制器控制收放卷机拉动所述涂布碳源的箔材，将所述箔材通过导辊拉平，通过传感器的反馈实现恒速、恒张力运转；激光聚焦在所述导辊卷饶的所述箔材表面，且沿垂直所述材料运动方向快速扫描，经过多道次的激光扫描，使所述衬底材料表面的碳源逐渐形成多孔石墨烯。
[0007]优选的，所述收放卷装置包括放卷机、收卷机、控制模块和控制器。
[0008]优选的，所述激光扫描器的扫描方向垂直所述涂布碳源的箔材的运动方向，所述激光扫描器的扫描宽度大于所述涂布碳源的箔材的宽度。
[0009]优选的，所述激光为调制后的脉冲激光，激光波长为10.6μm，所述激光焦斑的能量密度在1
‑
10J/cm2。
[0010]优选的，所述激光扫描道次大于1，所述传送装置的导辊表面材质为橡胶等高摩擦系数材料。
[0011]一种用于激光诱导石墨烯的多道次扫描装置，还包括机体，所述机体的内部安装有除尘结构以及整平结构；
[0012]所述除尘结构包括：两个升降调节板、两个齿板、稳固座、除尘组件以及驱动组件；
[0013]两个所述升降调节板分别可沿上下方向移动的安装在机体的顶端，两个所述齿板分别固定设置在两个所述升降调节板上，所述稳固做安装在机体的顶端，所述除尘组件安装在机体上，所述驱动组件安装在稳固座的顶端。
[0014]优选的，所述驱动组件包括：第一旋转电机、若干个铰座、两个旋转轴、两个齿轮、两个皮带轮以及连接皮带；
[0015]所述第一旋转电机安装在稳固座的顶端，若干个所述铰座分别固定设置在机体的顶端，两个所述旋转轴分别安装在第一旋转电机的驱动端上以及若干个所述铰座上，两个所述齿轮分别安装在两个所述旋转轴的外壁外侧，两个所述皮带轮分别套装在两个所述旋转轴的外侧外侧，所述连接皮带套装在两个所述皮带轮上。
[0016]优选的，所述除尘组件包括：两个安装块、连接管、伸缩软管、若干个吸尘口、除尘风机以及过滤箱；
[0017]两个所述安装块分别安装在两个所述升降调节板的底端，所述连接管的两端连接于两个所述安装块上，所述伸缩软管的底端连接在连接管上，所述除尘风机安装在机体的顶端，且进风口连接于伸缩软管的顶端，所述过滤箱安装在机体的顶端且一端连接于除尘风机的出风口。
[0018]优选的，所述调节结构包括：两个传送辊、上滚筒、第二旋转电机、第三旋转电机、螺杆、下连接座、下滚筒、两个上连接座、两个弹簧以及两个齿轮；
[0019]两个所述传送辊分别可旋转的安装在机体的内部，所述上滚筒可旋转的安装在机体的两端，所述上滚筒的外侧设置有斜纹，所述第二旋转电机安装在机体的外侧，且驱动端连接于上滚筒的一端，所述第三旋转电机安装在机体内部的底端，所述螺杆安装在第三旋转电机的驱动端上，所述下连接座螺接在螺杆上，所述下滚筒的两端可旋转的安装在下连接座上，所述下滚筒的外侧设置有斜纹，两个所述上连接座分别安装在上滚筒的两端，两个所述弹簧的两端分别连接于两个所述上连接座以及下连接座上，两个所述齿轮分别安装在上滚筒以及下滚筒的一端，且始终相互啮合。
[0020]优选的，所述扫描聚焦头上安装有调节结构；
[0021]所述调节结构包括：固定板、两个导向杆、两个套筒、两个电动推杆以及安装板；
[0022]所述固定板设置在两个导辊的上方，且固定板自身固定设置，两个所述导向杆分别安装在固定板上，两个套筒分别套装在两个所述导向杆上，两个所述电动推杆分别安装在固定板的底端，所述安装板的顶端安装在两个所述套筒的底端以及两个所述电动推杆的伸缩端上，且扫描聚焦头设置在安装板的底端。
[0023]利用本专利技术的技术方案制作的一种用于激光诱导石墨烯的多道次扫描装置，将所述箔材通过导辊拉平，通过传感器的反馈实现恒速、恒张力运转；激光聚焦在所述导辊卷饶的所述箔材表面，且沿垂直所述材料运动方向快速扫描，通过多道次的激光扫描，使所述衬底材料表面的碳源逐渐形成多孔石墨烯。多道次激光扫描能够减少激光的热输入，避免所
述衬底箔材的表面变形，并保证碳源的石墨烯转化率，同时，通过吸尘头以及除尘风机，对材料上的灰尘进行吸取，有效的提高了扫描的准确性，通过上滚筒以及下滚筒，使得材料在传送的过程中始终处于平整的状态，有效的防止了起褶现象，保证了传送效果。
附图说明
[0024]图1为本专利技术所述一种用于激光诱导石墨烯的多道次扫描装置的结构示意图。
[0025]图2为本专利技术所述一种用于激光诱导石墨烯的多道次扫描装置的主视剖视结构示意图。
[0026]图3为本专利技术所述一种用于激光诱导石墨烯的多道次扫描装置的侧视剖视结构示意图。
[0027]图4为本专利技术所述一种用于激光诱导石墨烯的多道次扫描装置的上滚筒侧视剖视结构示意图。
[0028]图5为本专利技术所述一种用于激光诱导石墨烯的多道次扫描装置的局部放大结构示意图。
[0029]图6为本专利技术所述一种用于激光诱导石墨烯的多道次扫描装置的调节结构结构示意图。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于激光诱导石墨烯的多道次扫描装置，其特征在于，包括：箔材(3)传送装置(1)和激光扫描装置(2)；所述箔材(3)传送装置(1)用于卷饶、支撑涂布碳源的箔材(3)，包括放卷机(1
‑
1)、导辊(1
‑
3)、收卷机(1
‑
2)、反馈传感器、控制器；所述激光扫描装置(2)包括激光器、扫描聚焦头(2
‑
2)；所述箔材(3)传送装置(1)的控制器控制收放卷机(1
‑
1)拉动所述涂布碳源的箔材(3)，将所述箔材(3)通过导辊(1
‑
3)拉平，通过传感器的反馈实现恒速、恒张力运转；激光聚焦在所述导辊(1
‑
3)卷饶的所述箔材(3)表面，且沿垂直所述材料运动方向快速扫描，经过多道次的激光扫描，使所述衬底材料表面的碳源逐渐形成多孔石墨烯。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述收放卷装置包括放卷机(1
‑
1)、收卷机(1
‑
2)、控制模块和控制器。3.根据权利要求1所述装置的扫描方法，其特征在于，所述激光扫描器的扫描方向垂直所述涂布碳源的箔材(3)的运动方向，所述激光扫描器的扫描宽度大于所述涂布碳源的箔材(3)的宽度。4.根据权利要求所述装置的扫描方法，其特征在于，所述激光为调制后的脉冲激光，激光波长为10.6μm，所述激光焦斑的能量密度在1
‑
10J/cm2。5.根据权利要求1所述的装置的扫描方法，其特征在于，所述激光扫描道次大于1，所述传送装置的导辊(1
‑
3)表面材质为橡胶等高摩擦系数材料。6.根据权利要求1所述的一种用于激光诱导石墨烯的多道次扫描装置，还包括机体(5)，其特征在于，所述机体(5)的内部安装有除尘结构以及整平结构；所述除尘结构包括：两个升降调节板(6)、两个齿板(7)、稳固座(8)、除尘组件以及驱动组件；两个所述升降调节板(6)分别可沿上下方向移动的安装在机体(5)的顶端，两个所述齿板(7)分别固定设置在两个所述升降调节板(6)上，所述稳固做安装在机体(5)的顶端，所述除尘组件安装在机体(5)上，所述驱动组件安装在稳固座(8)的顶端。7.根据权利要求6所述的一种用于激光诱导石墨烯的多道次扫描装置，其特征在于，所述驱动组件包括：第一旋转电机(9)、若干个铰座(10)、两个旋转轴(11)、两个齿轮、两个皮带轮(13)以及连接皮带(14)；所述第一旋转电机(9)安装在稳固座(8)的顶端，若干个所述铰座(10)分别固定设置在机体(5)的顶端，两个所述旋转轴(11)分别安装在第一旋转电机(9)的驱动端上以及若干个所述铰座(10)上，两个所述齿轮分别安...
【专利技术属性】
技术研发人员：周素超，陈韵吉，孙宝国，杨玉娜，陈彦鹏，
申请(专利权)人：喆烯新材北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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