专利名称：气体混合装置的利记博彩app
技术领域：
本发明是关于一种气体混合装置，特别是一种用于化学气相沉积法生长碳纳米管的气体混合装置。
背景技术：
碳纳米管是一种新型碳材料，由日本研究人员Iijima于1991年发现，请参见″Helical microtubules of graphitic carbon″，S Iijima，Nature，vol.354，p56(1991)。由于碳纳米管具有极优异特性，其制备和应用一直受到人们广泛关注。
先前技术中生长碳纳米管的方法有电弧放电法、化学气相沉积法等。其中化学气相沉积法具有成本低、产量大、实验条件易于控制的优点，并可以生长碳纳米管阵列，所以得以广泛应用。
化学气相沉积法生长碳纳米管一般包括下列步骤提供一基底；提供碳源气；在基底表面沉积一催化剂层；将沉积催化剂层的基底放入具有一定温度的反应炉中，将催化剂退火还原，使其成为纳米级颗粒；在惰性气体或还原性气体保护下往反应炉中通入碳源气体，在催化剂层上生长出碳纳米管。
上述碳源气体通常包括甲烷、乙烷、乙烯等碳氢气体中一种或多种的组合，该碳源气体通常与保护性气体(如惰性气体或还原性气体)混合通入反应炉中，其中该碳源气体含量或多种碳源气体的组分比例和混合度均直接影响碳纳米管纯度、碳纳米管生长快慢以及碳纳米管长度和笔直程度等，所以，碳源气体与保护性气体或多种碳源气体之间配比不合理，或制备过程中气体混合不均匀，使得该配比关系不稳定，将影响碳纳米管纯度和碳纳米管阵列的质量。
现有技术采用化学气相沉积法制备碳纳米管，碳源气通常采用标准气体配置而成，多种气体的配比关系依靠气体质量流量计控制。其中气体质量流量计控制气体流速，即单位时间内气体流出的质量。假设碳源气体为A，分子量为MA；保护性气体为B，分子量为MB；设定A、B气体流速分别为mA/min、mB/min，则A、B气体的质量比为mA/mB，其同温同压下的体积比为mA*MB/(mB*MA)。
请参阅图1，2002年4月24日公开的中国大陆专利申请第01115547号揭露一种制备碳纳米管的装置，该装置包括气体供应系统300、催化剂供应源400、温度控制器500、反应器100、射频发生器800以及气体放空器600，其中该碳源气体供应系统300包括多个高压气体储罐、气体质量流量控制计310、阀门350以及四通阀370。其中高压气体储罐中储存包括碳源气与保护性气体的标准气体，该多种标准气体通过气体质量流量控制计310控制，以一定流速流出，从而形成一定配比关系的混合气体经由四通阀370流入反应器100参与反应。
但是，该气体供应系统仅依靠气体质量流量计控制多种气体的配比关系。气体质量流量计只能控制单位时间内气体流量，而气体经由质量流量计控制之后直接流入反应炉，使得气体进入反应炉前并未混合均匀，从而使得反应炉中气体之间配比关系不断有微小变化，导致碳纳米管生长过程中碳原子排布不均匀，导致生长的碳纳米管不纯或出现弯折。
所以，提供一种可以适于各种气体混合并确保混合气体混合均匀的气体混合装置非常必要。
发明内容为克服先前技术气体供应设备气体混合不均匀的技术问题，本发明的目的是提供一种气体混合均匀的气体混合装置。
本发明所提供的气体混合装置包括一第一气体混合腔，通过导气管与多个气体流量计相连通；和一与第一气体混合腔相连通的第二气体混合腔，该第二气体混合腔为细长的曲状腔体。
与先前技术相较，本发明所提供的气体混合装置具有以下优点通过第一气体混合腔可以使多种气体在较大的腔体内在适当时间内混合均匀，再通过第二气体混合腔的细长曲状腔体，增加多种气体的流程，使多种气体在细长曲状腔体增加相互碰撞的机会，而使得多种气体混合更加均匀。
图1是现有技术一种化学气相沉积法制备碳纳米管的制备装置示意图。
图2是本发明第一实施例所提供的气体混合装置示意图。
图3是本发明第二实施例所提供的气体混合装置示意图。
具体实施方式
下请参阅图2，本发明第一实施例所提供的气体混合装置的示意图，其可以用于化学气相沉积法生长碳纳米管、为反应炉内输送碳源气以及保护性气体。该气体混合装置100包括二高压气体储罐111和112，其分别压缩容纳有气体A和气体B，控制高压气体储罐111和112的开放与闭合的阀门121和122，控制气体流速的气体质量流量计131和132，U型第一气体混合腔141，具有细长螺旋状腔体的第二气体混合腔142，阀门160以及多个导气管(图未标示)。其中，高压气体储罐111通过导气管顺序连接到阀门121，气体质量流量计131，最后连接到第一气体混合腔141；高压气体储罐112通过导气管顺序连接到阀门122，气体质量流量计132，最后亦连接到第一气体混合腔141；第一气体混合腔141的出口通过导气管连接到第二气体混合腔142，第二气体混合腔142的出口通过导气管连接到阀门160，该阀门160与化学气相沉积法生长碳纳米管的反应炉(图未示)相通，阀门160可以实现第二气体混合腔142和反应炉关闭的状态。
本发明气体混合装置的100使用操作如下先将阀门121和122打开，高压气体储罐111和112中气体A和气体B流出，以气体质量流量计131和132分别控制其流速，两种气体A和B按照预定比例进入第一气体混合腔141中，由于该第一气体混合腔141的缓冲作用，使得气体A和B进行第一次混合；然后该混合气体进入第二气体混合腔142进行第二次混合，由于第二气体混合腔142为细长螺旋状腔体，增加气体的流程从而增加多种气体分子相互碰撞的机会，而使得多种气体混合更加均匀；最后开启阀门160，使第二气体混合腔142与反应炉相通，混合气体进入反应炉参与反应或起到保护作用。另外，由于第二气体混合腔142的腔体为细长螺旋状，管径较小，输送混合气体较慢，在气体质量流量计131和132继续保持气体流速使气体进入第一气体混合腔141内时，容易引起第一气体混合腔141压强较大，所以，在输送气体过程中需注意第一气体混合腔141的压强变化，适当同时调低气体质量流量计131和132流速。
请参阅图3，本发明第二实施例所提供的气体混合装置200包括包括三高压气体储罐211，212和213，其分别压缩容纳有气体A、B和C，控制高压气体储罐211、212和213的开放与闭合的阀门221、222和223，控制气体流速的气体体积流量计231、232和233，第一气体混合腔241，第二气体混合腔242，阀门260以及多个导气管(图未示)，其中高压气体储罐211、212和213分别通过导气管顺序连接到阀门221、222和223，气体体积流量计231、232和233，最后连接到第一气体混合腔241；第一气体混合腔241的出口与具有细长螺旋状腔体的第二气体混合腔242相连接，第二气体混合腔242通过导气管与阀门260相连接，最后阀门260与化学气相沉积法生长碳纳米管的反应炉(图未示)相连接。
气体混合装置200的操作方法与气体混合装置100的操作方法基本相同。先将阀门221、222和223打开，高压气体储罐211、212和213中气体A、气体B和气体C流出，以气体体积流量计231、232和233分别控制气体A、气体B和气体C的流速，三种气体A、B、C按照预定比例进入第一气体混合腔241中混合均匀；由于该第一气体混合腔241的缓冲作用，使得气体A、B、C进行第一次混合；然后该混合气体进入第二气体混合腔242进行第二次混合，由于第二气体混合腔242为细长螺旋状腔体，增加气体的流程从而增加多种气体分子相互碰撞的机会，而使得多种气体混合更加均匀；开启阀门260，使第二气体混合腔242与反应炉相通，混合气体进入反应炉参与反应或起到保护作用。另外，由于第二气体混合腔242的腔体为细长螺旋状，管径较小，输送混合气体较慢，在气体质量流量计231、232和233继续保持气体流速使气体进入第一气体混合腔241内时，容易引起第一气体混合腔241压强较大，所以，在输送气体过程中需注意第一气体混合腔241的压强变化，适当同时调低气体质量流量计231、232和233流速。
本发明所提供的气体混合装置不限于对两种或三种气体的配置；第一气体混合腔可以为U型腔，亦可以为方形体腔，第二气体混合腔的腔体可以为细长螺旋状管，亦可以为其它形状的细小曲状管，其形状不受限制。
本发明所提供的气体混合装置中具有气体流量计、第一和第二气体混合腔，通过气体流量计可以控制气体流速，通过第一气体混合腔可以使多种气体在较大的腔体内于适当时间内混合均匀，再通过第二气体混合腔的细长螺旋状腔体，增加多种气体的流程，使多种气体在细长螺旋状腔体内增加多种气体分子相互碰撞的机会而使得多种气体混合更加均匀。
权利要求
1.一种气体混合装置，其包括一第一气体混合腔；一与第一气体混合腔相连通的第二气体混合腔，其特征在于该第二气体混合腔为细长的曲状腔体。
2.如权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于该气体混合装置进一步包括多个气体源其通过多个导气管和第一气体混合腔一端相连接。
3.如权利要求2所述的气体混合装置，其特征在于该气体混合装置进一步包括多个气体流量计，该任一气体流量计串联于一气体源和第一气体混合腔之间。
4.如权利要求3所述的气体气体混合装置，其特征在于气体流量计包括气体质量流量计或气体体积流量计。
5.如权利要求2所述的气体气体混合装置，其特征在于该气体混合装置进一步包括多个阀门，该任一阀门串联于一气体源与一气体流量计之间，分别控制气体源的开放与关合。
6.如权利要求1所述的气体气体混合装置，其特征在于第一气体混合腔为U型腔或方形腔。
7.如权利要求1所述的气体气体混合装置，其特征在于第二气体混合腔为螺旋状腔体。
全文摘要
本发明是关于一种气体混合装置，特别是一种用于化学气相沉积法生长碳纳米管的气体混合装置。本发明所提供的气体混合装置包括一第一气体混合腔；一与第一气体混合腔相连通的第二气体混合腔，该第二气体混合腔为细长的曲状腔体。本发明的气体混合装置通过第一气体混合腔可以使多种气体缓冲混合，再通过第二气体混合腔的细长曲状腔体可以增加多种气体分子相互碰撞的机会而使得多种气体混合更加均匀。
文档编号C23C16/455GK1712561SQ200410027910
公开日2005年12月28日 申请日期2004年6月25日 优先权日2004年6月25日
发明者黄文正, 黄全德 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司