專利名稱：針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石墨烯技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
石墨烯材料是近幾年的研究熱點(diǎn)，石墨烯材料具有廣泛的特殊性能，包括高度透明性、高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、高強(qiáng)度等。利用石墨烯材料，能夠發(fā)展出各種各樣的產(chǎn)品應(yīng)用類型，比如石墨烯電路結(jié)構(gòu)、石墨烯芯片結(jié)構(gòu)、石墨烯觸摸屏結(jié)構(gòu)，等等。雖然有各種各樣的應(yīng)用可能性，但針對(duì)于石墨烯材料來(lái)說(shuō)，如何對(duì)其進(jìn)行有效的加工，比如精確切割，仍舊是需要解決的問題。在當(dāng)前的技術(shù)下，作為舉例，比如說(shuō)，利用機(jī)械刀片的方式進(jìn)行切割，是一種簡(jiǎn)單易行的方式。但為了獲得更加精確的切割精度，還需要有進(jìn)一步的改進(jìn)方案。另一方面，目前用于制備石墨烯材料的方式雖有多種，但針對(duì)于大尺度的石墨烯層來(lái)說(shuō)，目前所采用的方案，大多是在金屬層上通過(guò)化學(xué)氣象沉積的方式，來(lái)生成石墨烯層。基于當(dāng)前的石墨烯層和相應(yīng)的襯底結(jié)構(gòu)，可以發(fā)展出與其相對(duì)應(yīng)的石墨烯層的切割方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的方法，以及對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)， 利用本發(fā)明能夠更好地利用熱切割的方式，來(lái)對(duì)石墨烯層進(jìn)行切割處理。本發(fā)明提供一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有如下組成部分石墨烯層，它是包括有石墨烯組成部分的層結(jié)構(gòu)；襯底層，它是用以分布前述石墨烯層的襯底結(jié)構(gòu)；吸熱層，它是針對(duì)于石墨烯襯底層來(lái)設(shè)置的，和前述的石墨烯襯底層進(jìn)行連接、實(shí)現(xiàn)吸熱物質(zhì)布局的結(jié)構(gòu)，用以在所述的襯底層受到加熱處理的情況下對(duì)襯底層進(jìn)行吸熱處理。進(jìn)一步，所述的吸熱層，包括有貼著襯底層所設(shè)置的吸熱腔體，以及在吸熱腔體中所充入的液態(tài)吸熱物質(zhì)。進(jìn)一步，所述的液態(tài)吸熱物質(zhì)，為液態(tài)無(wú)機(jī)溶液或者液態(tài)有機(jī)溶液或者液態(tài)金屬
其中之一。進(jìn)一步，所述的液態(tài)無(wú)機(jī)溶液為液態(tài)水，或者液態(tài)二氧化碳。進(jìn)一步，所述的液態(tài)金屬，為處于液態(tài)狀況下的金屬鋰或者金屬鈉，或者金屬鋰和金屬納的混合液體。進(jìn)一步，所述的襯底層，為前述吸熱層所對(duì)應(yīng)的吸熱腔體的器壁。進(jìn)一步，所述的襯底層，在對(duì)應(yīng)著前述的吸熱層，設(shè)置有向前述的吸熱腔體中延伸的、結(jié)構(gòu)相連接的散熱凸起。進(jìn)一步，所述的散熱凸起，是和前述的襯底層為一體的結(jié)構(gòu)，是向所述吸熱腔體中延伸的條狀、螺旋狀、蜂窩狀、鋸齒狀、網(wǎng)格狀其中之一的散熱結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，所述的襯底層，為金屬材質(zhì)的襯底層結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，所述的金屬材質(zhì)的襯底層結(jié)構(gòu)，為金屬銅、金屬鋁、金屬鐵其中之一的襯底結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，對(duì)應(yīng)著所述的吸熱腔體，設(shè)置有與其相連通的、液位高度高出襯底層300 所在的平面高度的高液位腔進(jìn)一步，所述的熱切割，是通過(guò)激光發(fā)生器所實(shí)現(xiàn)的激光切割，或者通過(guò)等離子體發(fā)生器所實(shí)現(xiàn)的等離子體切割。本發(fā)明還提供一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有如下組成部分石墨烯層，它是包括有石墨烯組成部分的層結(jié)構(gòu)；襯底層，它是用以分布前述石墨烯層的襯底結(jié)構(gòu)；上位吸熱層，它是用以布局在所述的石墨烯層上方，從而在針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的情況下，通過(guò)石墨烯層和/或襯底層所進(jìn)行的導(dǎo)熱作用，對(duì)熱切割的熱量進(jìn)行吸附的結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，所述的上位吸熱層，它包括有液體噴射結(jié)構(gòu)，用以向熱切割的所在位置周圍噴射吸熱用的液體，以及對(duì)應(yīng)著熱切割所在的位置，設(shè)置有用以通過(guò)氣流驅(qū)除液體物質(zhì)的氣體噴射結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，所述的上位吸熱層，它包括有液體噴射結(jié)構(gòu)，用以向熱切割的所在位置周圍噴射吸熱用的液態(tài)二氧化碳。進(jìn)一步，所述的上位吸熱層，包括有吸熱腔體，該吸熱腔體包括有能夠針對(duì)于前述的石墨烯層進(jìn)行接觸來(lái)吸收熱量的接觸型吸熱面，對(duì)應(yīng)著該接觸型吸熱面，在上位吸熱腔體中設(shè)置有用以吸收熱量的液態(tài)吸熱物質(zhì)。進(jìn)一步，所述的液態(tài)吸熱物質(zhì)，為液態(tài)無(wú)機(jī)溶液或者液態(tài)有機(jī)溶液或者液態(tài)金屬
其中之一。進(jìn)一步，所述的液態(tài)無(wú)機(jī)溶液為液態(tài)水，或者液態(tài)二氧化碳。進(jìn)一步，所述的液態(tài)金屬，為處于液態(tài)狀況下的金屬鋰或者金屬鈉，或者金屬鋰和金屬納的混合液體。進(jìn)一步，所述的接觸型吸熱面，為分布在熱切割位置點(diǎn)兩側(cè)的條狀、環(huán)狀結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，所述的熱切割，是通過(guò)激光發(fā)生器所實(shí)現(xiàn)的激光切割，或者通過(guò)等離子體發(fā)生器所實(shí)現(xiàn)的等離子體切割。進(jìn)一步，在所述的襯底層下方，設(shè)置有吸熱層，它是針對(duì)于石墨烯襯底層來(lái)設(shè)置的，和前述的石墨烯襯底層進(jìn)行連接、實(shí)現(xiàn)吸熱物質(zhì)布局的結(jié)構(gòu)，用以在所述的襯底層受到加熱處理的情況下對(duì)襯底層進(jìn)行吸熱處理。本發(fā)明還提供一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的方法，該方法包括有如下步驟步驟1，設(shè)置具有石墨烯層的襯底層，對(duì)應(yīng)著襯底層或石墨烯層兩者至少其一設(shè)置用以吸收熱切割石墨烯時(shí)熱量的吸熱層；
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步驟2，針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割處理，其中在熱切割的過(guò)程中，熱量通過(guò)襯底層傳輸至吸熱層，使得熱量不會(huì)因?yàn)橐r底層的導(dǎo)熱而破壞掉周圍的石墨烯結(jié)構(gòu)；步驟3，在吸熱層配合著襯底層和/或石墨烯層進(jìn)行散熱的過(guò)程中，完成針對(duì)于石墨烯層所進(jìn)行的熱切割處理。進(jìn)一步，所述的襯底層，為金屬材質(zhì)的襯底層結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，所述的吸熱層，包括有貼著襯底層所設(shè)置的吸熱腔體，以及在吸熱腔體中所充入的液態(tài)吸熱物質(zhì)。進(jìn)一步，所述的液態(tài)吸熱物質(zhì)，為液態(tài)無(wú)機(jī)溶液或者液態(tài)有機(jī)溶液或者液態(tài)金屬
其中之一。進(jìn)一步，所述的液態(tài)無(wú)機(jī)溶液為液態(tài)水，或者液態(tài)二氧化碳。進(jìn)一步，所述的襯底層，為前述吸熱層所對(duì)應(yīng)的吸熱腔體的器壁。進(jìn)一步，所述的襯底層，在對(duì)應(yīng)著前述的吸熱層，設(shè)置有向前述的吸熱腔體中延伸的、結(jié)構(gòu)相連接的散熱凸起。進(jìn)一步，所述的吸熱層，它包括有液體噴射結(jié)構(gòu)，用以向熱切割的所在位置周圍噴射吸熱用的液體，以及對(duì)應(yīng)著熱切割所在的位置，設(shè)置有用以通過(guò)氣流驅(qū)除液體物質(zhì)的氣體噴射結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，所述的吸熱層，它包括有液體噴射結(jié)構(gòu)，用以向熱切割的所在位置周圍噴射吸熱用的液態(tài)二氧化碳。進(jìn)一步，所述的吸熱層，包括有吸熱腔體，該吸熱腔體包括有能夠針對(duì)于前述的石墨烯層進(jìn)行接觸來(lái)吸收熱量的接觸型吸熱面，對(duì)應(yīng)著該接觸型吸熱面，在吸熱腔體中設(shè)置有用以吸收熱量的液態(tài)物質(zhì)。進(jìn)一步，在熱切割的過(guò)程中，設(shè)置有用以停頓切割進(jìn)程的切割間隔時(shí)間。進(jìn)一步，所述的間隔間隔時(shí)間，是在熱切割過(guò)程中，基于不會(huì)損傷周邊石墨烯材料的散熱速度的上限范圍內(nèi)，設(shè)置有切割間隔時(shí)間，通過(guò)該切割間隔時(shí)間，使得熱切割石墨烯時(shí)所造成的熱量能夠由前述的吸熱層在散熱速度范圍內(nèi)進(jìn)行散熱。進(jìn)一步，所述的熱切割，是通過(guò)激光發(fā)生器所實(shí)現(xiàn)的激光切割，或者通過(guò)等離子體發(fā)生器所實(shí)現(xiàn)的等離子體切割。


圖1是本發(fā)明所描述的熱切割系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，為一種實(shí)施例。圖2是本發(fā)明所描述的襯底層在設(shè)置有散熱凸起情況下的示意圖。圖3是本發(fā)明所描述的熱切割系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，為另一種實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式在當(dāng)前的技術(shù)條件下，對(duì)石墨烯材料的研究、制備與應(yīng)用日益廣泛。其中，通過(guò)金屬材料襯底來(lái)基于氣相沉積的方式生成石墨烯的方案，是用來(lái)制作大尺度石墨烯層的重要方法。針對(duì)于已經(jīng)制作的薄層結(jié)構(gòu)的石墨烯，有多種應(yīng)用的方式，比如說(shuō)，可以作為導(dǎo)電材料；所述的石墨烯為透明狀態(tài)的話，還可以作為透明導(dǎo)電材料用以制作觸摸屏等多種結(jié)構(gòu)。另外，也可以利用薄層結(jié)構(gòu)的石墨烯，來(lái)制作各種各樣的導(dǎo)電線路。需要指出的是，用來(lái)作為導(dǎo)體的石墨烯結(jié)構(gòu)，自身的厚度通常很薄，在進(jìn)行機(jī)械加工的時(shí)候，如何進(jìn)行精密的切割處理，對(duì)石墨烯的應(yīng)用具有重要的影響。石墨烯材料的性能穩(wěn)定，對(duì)這類材料的切割方式，主要有三種類型，一是采用機(jī)械的切割方式，比如，利用刀片來(lái)進(jìn)行切割操作；二是采用化學(xué)成分腐蝕來(lái)進(jìn)行切割的方式； 三是采用熱切割的方式，利用快速加熱的方式，使得切割部位的石墨烯材料被破壞掉，比如被揮發(fā)，或者被燃燒掉。熱切割方式，作為典型的實(shí)施方案，首先是采用激光。利用激光的高強(qiáng)度和瞬間的加熱性能，來(lái)對(duì)石墨烯進(jìn)行切割處理。而且，利用激光進(jìn)行熱切割的方案，有助于將石墨烯的切割精度控制得更高，并且，也有助于利用機(jī)械力或者機(jī)器人的方式進(jìn)行精密的切割操作。另外，通過(guò)等離子體發(fā)生器所實(shí)現(xiàn)的等離子體熱切割方式，同樣能夠快速達(dá)到極高的溫度，從數(shù)千度到上萬(wàn)度不等。通過(guò)控制等離子體的流量截面，來(lái)應(yīng)用于熱切割操作。下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，舉例說(shuō)明如下。參圖1所示，這兒展示了本發(fā)明所描述的一個(gè)實(shí)施例。所述的熱切割系統(tǒng)100，它包括有襯底層300，用以作為分布石墨烯層200的襯底結(jié)構(gòu)。所述的石墨烯層200，是包括有石墨烯成份的物質(zhì)層。它可以是純凈的石墨烯層，也可以是在其它材料表面上或者內(nèi)部所形成的石墨烯層。在本實(shí)施例中，襯底層300的材質(zhì)，是采用銅質(zhì)材料來(lái)實(shí)現(xiàn)的薄層結(jié)構(gòu)。需要指出的是，利用銅質(zhì)材料所實(shí)現(xiàn)的薄層結(jié)構(gòu)，能夠便利地通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方式，生成大尺度的石墨烯薄膜。在襯底層300的下方，設(shè)置有吸熱層400。在本實(shí)施例中，所述的吸熱層400包括有吸熱腔體410，在吸熱腔體410中，容放有用以吸收熱量的液態(tài)物質(zhì)，稱為液態(tài)吸熱物質(zhì) 430。在該實(shí)施例中，所述的液態(tài)吸熱物質(zhì)430是采用液態(tài)水來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)應(yīng)著所述的吸熱層400，它的吸熱腔體410的其中一個(gè)器壁，就是所述的襯底層 300的部分結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，所述的襯底層300是水平放置的。于是，在吸熱腔體410中所容放的液態(tài)吸熱物質(zhì)430，為了能夠起到更加良好的吸熱作用，適合將前述的液態(tài)吸熱物質(zhì)430 充滿到前述的吸熱腔體410中，并且和襯底層300充分接觸。為實(shí)現(xiàn)該目的，在該實(shí)施例中，設(shè)置有高液位腔440。所述的高液位腔440，是通過(guò)和吸熱腔體410相連接的管道來(lái)實(shí)現(xiàn)的，且該管道的高度，以及容放的液體的液位高度，高出襯底層300所在的平面高度。在本實(shí)施例中，所述的高液位腔440中，還可以用以實(shí)現(xiàn)向前述的吸熱腔體410中注入液態(tài)吸熱物質(zhì)430。另外，如果液態(tài)吸熱物質(zhì)430的溫度很高，會(huì)產(chǎn)生氣泡的話，還可以通過(guò)高液位腔440將其氣態(tài)成份導(dǎo)出。進(jìn)一步，需要指出的是，對(duì)應(yīng)著前述的吸熱腔體410，還可以設(shè)置其它外接的冷卻結(jié)構(gòu)，作為舉例，冷卻的方式，可以采用更換液態(tài)吸熱物質(zhì)430的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體說(shuō)來(lái)，可以設(shè)置兩個(gè)高液位腔440，一個(gè)用以導(dǎo)出高溫液體，一個(gè)用以導(dǎo)入低溫液體。當(dāng)然，也可以通過(guò)其它的管道形式來(lái)實(shí)現(xiàn)該功能。另外，也可以利用換熱器的方式，利用其它的冷源來(lái)冷卻前述的吸熱腔體410中的液態(tài)吸熱物質(zhì)430。繼續(xù)參圖中所示，對(duì)應(yīng)著所述的石墨烯層200，在本實(shí)施例中，采用激光發(fā)生器 110發(fā)出激光束111。利用激光束111所產(chǎn)生的瞬間高溫，來(lái)對(duì)前述的石墨烯層200實(shí)現(xiàn)切割目的。另一方面，通過(guò)激光束111所產(chǎn)生的熱量，還可以通過(guò)所述的襯底層300進(jìn)行傳輸， 這種情況下，就可以基于吸熱層400來(lái)快速吸收經(jīng)由激光束110所發(fā)出的熱量。通過(guò)這種降溫功能，來(lái)減少激光束111在切割石墨烯層200的過(guò)程中，因高溫而對(duì)周圍石墨烯層200 的破壞作用，另外，也可以減少激光束111的熱量對(duì)襯底層300的損傷。如前所述，本發(fā)明所描述的熱切割系統(tǒng)100中，所述的襯底層300，適合作為前述吸熱層400所對(duì)應(yīng)吸熱腔體410的吸熱腔體器壁420，這樣能夠更便于導(dǎo)熱。前述的液態(tài)吸熱物質(zhì)430，作為舉例而非限定，為液態(tài)無(wú)機(jī)溶液或者液態(tài)有機(jī)溶液或者液態(tài)金屬其中之一。所述的液態(tài)無(wú)機(jī)溶液為液態(tài)水，或者液態(tài)二氧化碳。所述的液態(tài)水，具有很大的熱容，吸熱能力強(qiáng)，成本低廉，而且對(duì)環(huán)境沒有污染。所述的液態(tài)二氧化碳，能夠在受熱的情況下快速氣化，從而帶走更多的熱量；而且液態(tài)二氧化碳的成本也較低，同樣可以應(yīng)用于本發(fā)明。在使用液態(tài)二氧化碳時(shí)，也可以主動(dòng)通過(guò)氣化二氧化碳的方式，來(lái)降低液態(tài)吸熱物質(zhì)整體的溫度。進(jìn)一步，前述的液態(tài)吸熱物質(zhì)，也可以采用所述的液態(tài)金屬來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種情況下， 就適合采用低熔點(diǎn)的金屬或者低熔點(diǎn)的合金。作為典型的實(shí)施例，可以采用處于液態(tài)狀況下的金屬鋰或者金屬鈉，或者金屬鋰和金屬納的混合液體。進(jìn)一步，參圖2所示，對(duì)應(yīng)著所示的襯底層300，面向于前述的吸熱層400，設(shè)置用以向前述的吸熱腔體中延伸，而且結(jié)構(gòu)相連接的散熱凸起310，利用這些散熱凸起310，能夠?qū)⒁r底層300所接收的熱量更快的在吸熱層400中的液態(tài)物質(zhì)中散發(fā)出去。作為優(yōu)選的實(shí)施例而非限定，這兒所述的散熱凸起310，是和前述的襯底層300連為一體的結(jié)構(gòu)，是向所述吸熱腔體410中延伸的條狀、螺旋狀、蜂窩狀、鋸齒狀、網(wǎng)格狀其中之一的散熱結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)形式，能夠?qū)⒁r底層300中所接收的熱量更快地?cái)U(kuò)散出去。前面所描述的襯底層300，作為實(shí)施例而非限定，是通過(guò)金屬銅來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)然，也可以采用其它的金屬材質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)襯底層300。金屬材質(zhì)也有利于作為石墨烯氣相沉積的襯底材料。前述的金屬材質(zhì)的襯底層結(jié)構(gòu)，作為舉例而非限定，可以采用金屬銅、金屬鋁、金屬鐵其中之一的襯底結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，參圖3所示，在本發(fā)明中，還提供另外一種實(shí)施例，在該實(shí)施例中，所述的吸熱層，還包括有針對(duì)于石墨烯層，從石墨烯層的外側(cè)直接進(jìn)行熱量吸附的相應(yīng)結(jié)構(gòu)。如圖3所示，在本圖所示的實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)在襯底層300上，設(shè)置有石墨烯層200。 并且，設(shè)置有激光發(fā)生器110，通過(guò)產(chǎn)生的激光束111的高溫作用，來(lái)對(duì)石墨烯層200進(jìn)行切割操作。對(duì)應(yīng)在石墨烯層200的上方，緊貼著石墨烯層200的位置處，設(shè)置有上位吸熱層 500。該上位吸熱層500，它用以布局在所述的石墨烯層上方，是在針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的情況下，通過(guò)石墨烯層和/或襯底層所進(jìn)行的導(dǎo)熱作用，對(duì)熱切割的熱量進(jìn)行吸附的結(jié)構(gòu)。
需要指出的是，本實(shí)施例還可以與圖1所示的實(shí)施例相結(jié)合，在襯底層300下方還
設(shè)置一套吸熱層結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，所述的上位吸熱層500，它包括有液體噴射結(jié)構(gòu)510，用以向熱切割的所在位置周圍噴射吸熱用的噴射流體511。在該實(shí)施例中，所噴射的液體為液態(tài)水。進(jìn)而，對(duì)應(yīng)著利用激光進(jìn)行熱切割所在位置，以及前述的液體噴射結(jié)構(gòu)510的所在位置，還設(shè)置有用以通過(guò)氣流來(lái)驅(qū)散液體物質(zhì)的氣體噴射結(jié)構(gòu)520。所述的氣體噴射結(jié)構(gòu)520，作為實(shí)施例而非限定，直接噴射空氣就可以了，它設(shè)置有噴射口，以及壓縮氣體用的氣泵。在高壓氣體的噴射作用下，能夠?qū)⒁后w噴射結(jié)構(gòu)510所噴射的噴射流體511，利用高壓氣體的沖力將其沖散，從而提供激光束111的照射空間。所述的液態(tài)吸熱物質(zhì)，進(jìn)一步，為液態(tài)水、液態(tài)有機(jī)溶液、液態(tài)二氧化碳其中之一。需要指出的是，當(dāng)噴射的液體為液態(tài)二氧化碳的時(shí)候，因?yàn)槎趸挤浅１阌跉饣?，因此，就不用設(shè)置氣體噴射結(jié)構(gòu)了。另外，所述的上位吸熱層，還可以通過(guò)類似于前面圖1所示的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種情況下，它包括有吸熱腔體。但在該實(shí)施例中，吸熱腔體包括有能夠針對(duì)于前述的石墨烯層進(jìn)行接觸的接觸型吸熱面，它通過(guò)平面結(jié)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)，用以通過(guò)接觸石墨烯層200的方式來(lái)吸收熱量。對(duì)應(yīng)著該接觸型吸熱面，在上位吸熱層的吸熱腔體中設(shè)置有用以吸收熱量的液態(tài)物質(zhì)。在使用時(shí)，將包括有吸熱腔體的上位吸熱層的接觸型吸熱面，貼近著所述的石墨烯層200進(jìn)行置放，并且，貼近著熱切割的加工位置附近進(jìn)行置放，就可以了。和前面的實(shí)施例類似，所述的液態(tài)吸熱物質(zhì)，為液態(tài)無(wú)機(jī)溶液或者液態(tài)有機(jī)溶液或者液態(tài)金屬其中之一。作為優(yōu)選的實(shí)施例，所述的液態(tài)無(wú)機(jī)溶液為液態(tài)水，或者液態(tài)二氧化碳。所述的液態(tài)吸熱物質(zhì)采用液態(tài)金屬時(shí)，作為舉例而非限定，是處于液態(tài)狀況下的金屬鋰或者金屬鈉，或者金屬鋰和金屬納的混合液體。在采用具有吸熱腔體的上位吸熱層時(shí)，所述的接觸型吸熱面，作為舉例而非限定， 是分布在熱切割位置點(diǎn)兩側(cè)的條狀、環(huán)狀結(jié)構(gòu)，并且這些結(jié)構(gòu)適合于位置移動(dòng)；它具有平面結(jié)構(gòu)，適合緊貼于石墨烯層進(jìn)行置放。基于前面所描述的熱切割系統(tǒng)，在本發(fā)明中，還提供了一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的方法，該方法包括有如下步驟步驟1，設(shè)置具有石墨烯層的襯底層，對(duì)應(yīng)著襯底層或石墨烯層兩者至少其一設(shè)置用以吸收熱切割石墨烯時(shí)熱量的吸熱層；步驟2，針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割處理，其中在熱切割的過(guò)程中，熱量通過(guò)襯底層傳輸至吸熱層，使得熱量不會(huì)因?yàn)橐r底層的導(dǎo)熱而破壞掉周圍的石墨烯結(jié)構(gòu)；步驟3，在吸熱層配合著襯底層和/或石墨烯層進(jìn)行散熱的過(guò)程中，完成針對(duì)于石墨烯層所進(jìn)行的熱切割處理。針對(duì)于吸熱層的具體結(jié)構(gòu)，參見前面所描述的實(shí)施例。進(jìn)一步，在熱切割的過(guò)程中，設(shè)置有用以停頓切割進(jìn)程的切割間隔時(shí)間。設(shè)置該切割間隔時(shí)間的目的，是為了能夠讓熱切割針對(duì)于石墨烯層200和襯底層300所施加的熱量，和散熱速度之間能夠達(dá)到平衡，從而不會(huì)對(duì)鄰近的石墨烯層200造成破壞，或者減少破壞。具體說(shuō)來(lái)，所述的切割間隔時(shí)間，是在熱切割過(guò)程中，基于不會(huì)損傷周邊石墨烯材料的散熱速度的上限范圍內(nèi)，設(shè)置有切割間隔時(shí)間，通過(guò)該切割間隔時(shí)間，使得熱切割石墨烯時(shí)所造成的熱量能夠由前述的吸熱層在散熱速度范圍內(nèi)進(jìn)行散熱。比如說(shuō)，在熱切割的過(guò)程中，可以設(shè)定每熱切割1秒鐘，就要停止加熱1秒鐘，利用停止加熱這一秒鐘的時(shí)間，將熱切割時(shí)所積蓄的熱量通過(guò)自身的散熱作用，以及吸熱層的吸熱作用，來(lái)進(jìn)行熱量擴(kuò)散。當(dāng)然，這兒所描述的切割間隔時(shí)間，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定。以上是對(duì)本發(fā)明的描述而非限定，基于本發(fā)明思想的其它實(shí)施例，亦均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括有如下組成部分石墨烯層，它是包括有石墨烯組成部分的層結(jié)構(gòu)；襯底層，它是用以分布前述石墨烯層的襯底結(jié)構(gòu)；吸熱層，它是針對(duì)于石墨烯襯底層來(lái)設(shè)置的，和前述的石墨烯襯底層進(jìn)行連接、實(shí)現(xiàn)吸熱物質(zhì)布局的結(jié)構(gòu)，用以在所述的襯底層受到加熱處理的情況下對(duì)襯底層進(jìn)行吸熱處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于所述的吸熱層，包括有貼著襯底層所設(shè)置的吸熱腔體，以及在吸熱腔體中所充入的液態(tài)吸熱物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于所述的液態(tài)吸熱物質(zhì)，為液態(tài)無(wú)機(jī)溶液或者液態(tài)有機(jī)溶液或者液態(tài)金屬其中之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于所述的液態(tài)無(wú)機(jī)溶液為液態(tài)水，或者液態(tài)二氧化碳。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于所述的液態(tài)金屬，為處于液態(tài)狀況下的金屬鋰或者金屬鈉，或者金屬鋰和金屬納的混合液體。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于所述的襯底層，為前述吸熱層所對(duì)應(yīng)的吸熱腔體的器壁。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于所述的襯底層，在對(duì)應(yīng)著前述的吸熱層，設(shè)置有向前述的吸熱腔體中延伸的、結(jié)構(gòu)相連接的散熱凸起。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于所述的散熱凸起，是和前述的襯底層為一體的結(jié)構(gòu)，是向所述吸熱腔體中延伸的條狀、螺旋狀、 蜂窩狀、鋸齒狀、網(wǎng)格狀其中之一的散熱結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于所述的襯底層，為金屬材質(zhì)的襯底層結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于所述的金屬材質(zhì)的襯底層結(jié)構(gòu)，為金屬銅、金屬鋁、金屬鐵其中之一的襯底結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于對(duì)應(yīng)著所述的吸熱腔體，設(shè)置有與其相連通的、液位高度高出襯底層300所在的平面高度的高液位腔
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于所述的熱切割，是通過(guò)激光發(fā)生器所實(shí)現(xiàn)的激光切割，或者通過(guò)等離子體發(fā)生器所實(shí)現(xiàn)的等離子體切割。
13.—種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括有如下組成部分石墨烯層，它是包括有石墨烯組成部分的層結(jié)構(gòu)；襯底層，它是用以分布前述石墨烯層的襯底結(jié)構(gòu)；上位吸熱層，它是用以布局在所述的石墨烯層上方，從而在針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的情況下，通過(guò)石墨烯層和/或襯底層所進(jìn)行的導(dǎo)熱作用，對(duì)熱切割的熱量進(jìn)行吸附的結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于所述的上位吸熱層，它包括有液體噴射結(jié)構(gòu)，用以向熱切割的所在位置周圍噴射吸熱用的液體，以及對(duì)應(yīng)著熱切割所在的位置，設(shè)置有用以通過(guò)氣流驅(qū)除液體物質(zhì)的氣體噴射結(jié)構(gòu)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于所述的上位吸熱層，它包括有液體噴射結(jié)構(gòu)，用以向熱切割的所在位置周圍噴射吸熱用的液態(tài)二氧化碳。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于所述的上位吸熱層，包括有吸熱腔體，該吸熱腔體包括有能夠針對(duì)于前述的石墨烯層進(jìn)行接觸來(lái)吸收熱量的接觸型吸熱面，對(duì)應(yīng)著該接觸型吸熱面，在上位吸熱腔體中設(shè)置有用以吸收熱量的液態(tài)吸熱物質(zhì)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于所述的液態(tài)吸熱物質(zhì)，為液態(tài)無(wú)機(jī)溶液或者液態(tài)有機(jī)溶液或者液態(tài)金屬其中之一。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于所述的液態(tài)無(wú)機(jī)溶液為液態(tài)水，或者液態(tài)二氧化碳。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于所述的液態(tài)金屬，為處于液態(tài)狀況下的金屬鋰或者金屬鈉，或者金屬鋰和金屬納的混合液體。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于所述的接觸型吸熱面，為分布在熱切割位置點(diǎn)兩側(cè)的條狀、環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于所述的熱切割，是通過(guò)激光發(fā)生器所實(shí)現(xiàn)的激光切割，或者通過(guò)等離子體發(fā)生器所實(shí)現(xiàn)的等離子體切割。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的系統(tǒng)，其特征在于在所述的襯底層下方，設(shè)置有吸熱層，它是針對(duì)于石墨烯襯底層來(lái)設(shè)置的，和前述的石墨烯襯底層進(jìn)行連接、實(shí)現(xiàn)吸熱物質(zhì)布局的結(jié)構(gòu)，用以在所述的襯底層受到加熱處理的情況下對(duì)襯底層進(jìn)行吸熱處理。
23.—種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的方法，其特征在于該方法包括有如下步驟步驟1，設(shè)置具有石墨烯層的襯底層，對(duì)應(yīng)著襯底層或石墨烯層兩者至少其一設(shè)置用以吸收熱切割石墨烯時(shí)熱量的吸熱層；步驟2，針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割處理，其中在熱切割的過(guò)程中，熱量通過(guò)襯底層傳輸至吸熱層，使得熱量不會(huì)因?yàn)橐r底層的導(dǎo)熱而破壞掉周圍的石墨烯結(jié)構(gòu)；步驟3，在吸熱層配合著襯底層和/或石墨烯層進(jìn)行散熱的過(guò)程中，完成針對(duì)于石墨烯層所進(jìn)行的熱切割處理。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的方法，其特征在于所述的襯底層，為金屬材質(zhì)的襯底層結(jié)構(gòu)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的方法，其特征在于所述的吸熱層，包括有貼著襯底層所設(shè)置的吸熱腔體，以及在吸熱腔體中所充入的液態(tài)吸熱物質(zhì)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的方法，其特征在于所述的液態(tài)吸熱物質(zhì)，為液態(tài)無(wú)機(jī)溶液或者液態(tài)有機(jī)溶液或者液態(tài)金屬其中之一。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的方法，其特征在于所述的液態(tài)無(wú)機(jī)溶液為液態(tài)水，或者液態(tài)二氧化碳。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的方法，其特征在于所述的襯底層，為前述吸熱層所對(duì)應(yīng)的吸熱腔體的器壁。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的方法，其特征在于所述的襯底層，在對(duì)應(yīng)著前述的吸熱層，設(shè)置有向前述的吸熱腔體中延伸的、結(jié)構(gòu)相連接的散熱凸起。
30.根據(jù)權(quán)利要求23所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的方法，其特征在于所述的吸熱層，它包括有液體噴射結(jié)構(gòu)，用以向熱切割的所在位置周圍噴射吸熱用的液體，以及對(duì)應(yīng)著熱切割所在的位置，設(shè)置有用以通過(guò)氣流驅(qū)除液體物質(zhì)的氣體噴射結(jié)構(gòu)。
31.根據(jù)權(quán)利要求23所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的方法，其特征在于所述的吸熱層，它包括有液體噴射結(jié)構(gòu)，用以向熱切割的所在位置周圍噴射吸熱用的液態(tài)二氧化碳。
32.根據(jù)權(quán)利要求23所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的方法，其特征在于所述的吸熱層，包括有吸熱腔體，該吸熱腔體包括有能夠針對(duì)于前述的石墨烯層進(jìn)行接觸來(lái)吸收熱量的接觸型吸熱面，對(duì)應(yīng)著該接觸型吸熱面，在吸熱腔體中設(shè)置有用以吸收熱量的液態(tài)物質(zhì)。
33.根據(jù)權(quán)利要求23所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的方法，其特征在于在熱切割的過(guò)程中，設(shè)置有用以停頓切割進(jìn)程的切割間隔時(shí)間。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的方法，其特征在于所述的間隔間隔時(shí)間，是在熱切割過(guò)程中，基于不會(huì)損傷周邊石墨烯材料的散熱速度的上限范圍內(nèi)，設(shè)置有切割間隔時(shí)間，通過(guò)該切割間隔時(shí)間，使得熱切割石墨烯時(shí)所造成的熱量能夠由前述的吸熱層在散熱速度范圍內(nèi)進(jìn)行散熱。
35.根據(jù)權(quán)利要求23所述的一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的方法，其特征在于所述的熱切割，是通過(guò)激光發(fā)生器所實(shí)現(xiàn)的激光切割，或者通過(guò)等離子體發(fā)生器所實(shí)現(xiàn)的等離子體切割。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種針對(duì)于石墨烯層進(jìn)行熱切割的方法及系統(tǒng)，屬于石墨烯技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括有如下組成部分石墨烯層，它是包括有石墨烯組成部分的層結(jié)構(gòu)；襯底層，它是用以分布前述石墨烯層的襯底結(jié)構(gòu)；吸熱層，它是針對(duì)于石墨烯襯底層來(lái)設(shè)置的，和前述的石墨烯襯底層進(jìn)行連接、實(shí)現(xiàn)吸熱物質(zhì)布局的結(jié)構(gòu)，用以在所述的襯底層受到加熱處理的情況下對(duì)襯底層進(jìn)行吸熱處理。利用本發(fā)明能夠更好地利用熱切割的方式，來(lái)對(duì)石墨烯層進(jìn)行切割處理。
文檔編號(hào)B23K26/36GK102500896SQ20111032901
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者馬宇塵 申請(qǐng)人:常州碳元科技發(fā)展有限公司