Чому ми перейшли на інфрачервоне нагрівання для виробництва вуглецевих нанотрубок
Якщо ви коли-небудь працювали з напівпровідниками, ви знаєте, як це – чекати, поки приміщення нагріється завдяки циркуляції гарячого повітря. Потрібно увімкнути обладнання, почекати… Це дуже повільний та неефективний процес. Це справжня трата часу.
Саме тому ми перейшли на інфрачервоне нагрівання. Замість того, щоб покладатися на повітря для передачі тепла, інфрачервоне випромінювання передає енергію безпосередньо до об’єкта нагрівання. Це наче різниця між очікуванням, поки весь будинок нагріється за допомогою котла, та входженням під прямі сонячні промені.
Кінець очікувань
Найбільшою проблемою при використанні гарячого повітря є затримка в нагріванні. Доводиться чекати хвилини, а іноді навіть години, поки температура досягне потрібного рівня. За допомогою інфрачервоного нагрівання цей процес займає лише кілька секунд.
Під час виробництва вуглецевих нанотрубок час є ключовим фактором. Є дуже вузький діапазон температур, при якому можна отримати високоякісні нанотрубки. Усуваючи фазу нагрівання, ми припинили марнувати час. Ми перестали нагрівати саме корпус обладнання, а почали нагрівати сам об’єкт обробки. Це значно спрощує процес виробництва.
Як ми це організували
Залежно від товщини основи, ми використовуємо або короткохвильові, або середньохвильові інфрачервоні випромінювачі. Ці лампи є досить компактними, але ефективними у своїй роботі.
Найкраще те, що їх можна підключити до системи зонового контролю. Якщо ви коли-небудь стикалися з проблемою холодних ділянок на пластині, до яких просто не може дістатися циркулюючий вентилятор, це є ідеальним рішенням. Ви можете спрямувати тепло саме туди, де це необхідно. Матеріал поглинає енергію, починає вібрувати, і нанотрубки утворюються значно швидше.
Проблеми
Однак інфрачервоне нагрівання також має свої проблеми. Лампи стають дуже гарячими. Якщо корпус обладнання не розрахований на такі умови, це може призвести до пошкодження обладнання чи сенсорів. Нам довелося додати спеціальну систему охолодження, щоб запобігти пошкодженню всього обладнання.
Крім того, не можна просто підключити обладнання та використовувати старі налаштування. Через швидке нагрівання стара логіка керування може призвести до того, що температура буде значно вищою за необхідну. Потрібен значно швидший контролер, щоб утримувати температуру в межах необхідного діапазону.