Dlaczego przeszliśmy na ogrzewanie podczerwienią krótkofalową do wytwarzania nanorurek węglowych
Jeśli kiedykolwiek pracowałeś przy produkcji nanorurek węglowych, wiesz, jakie to trudne. Potrzebna jest idealna temperatura – nie „prawie wystarczająca”, ale dokładna – w przeciwnym razie cała partia produktu będzie bezwartościowa. Przez długi czas wszyscy korzystali z tych ogromnych pieców oporowych. Ale szczerze mówiąc, są one bardzo energochłonne. Połowę mocy zużywa się tylko na podgrzanie ogromnej metalowej obudowy oraz powietrza w jej wnętrzu, zanim substrat w ogóle poczuje efekt tego podgrzewania.
Dlatego przenieśliśmy się na ogrzewanie podczerwienią krótkofalową.
Podgrzewanie dokładnie tam, gdzie to konieczne
Zaletą podczerwienia jest to, że nie przejmuje się ona obecnością powietrza. Energia promieniowa dociera bezpośrednio do celu. To szybkie – naprawdę szybkie. Zamiast czekać, aż komora nagrzeje się, możemy natychmiast osiągnąć żądany poziom temperatury. Dzięki temu nie marnujemy energii na utrzymanie ciepła w pomieszczeniu. Energię wprowadzamy dokładnie tam, gdzie rosną nanorurki, a nigdzie indziej.
Sprzęt, który używamy
Korzystamy z lamp kwarcowo-halogenowych. Dlaczego? Ponieważ mogą one wytrzymać duże obciążenia. Gdy temperatura zmienia się szybko, tanie materiały pękają. Kwarc natomiast nie. Dodatkowo cykl halogenowy zapobiega parowaniu żarnika, więc lampy mogą służyć przez długi czas. Staramy się też mieć jak najmniejszą powierzchnię ogrzewania, aby utrzymać czystość w pomieszczeniu.
Korzystamy również tylko z podczerwieni krótkofalowej. Opcje średnio- lub długofalowe nie są w stanie przeniknąć do substratu w takim stopniu, jak tego potrzebujemy. Bez takiego przeniknięcia powstają „gorące punkty” na powierzchni płytki, co sprawia problemy przy ustawianiu nanorurek.
Rzeczywistość w fabryce
Z punktu widzenia ochrony środowiska to jest duża zaleta. Uniknięcie strat energii sprawia, że cała linia produkcyjna jest bardziej efektywna. Miło jest prowadzić fabrykę, która nie marnuje energii.
Ale jest jeden problem: te urządzenia emitują ogromną ilość ciepła. Jeśli zaniedbasz chłodzenie lub nie użyjesz odpowiednich osłon termicznych, twoje czujniki i przewody szybko się uszkodzą. Oszczędności energii są istotne, ale musisz dokładnie kontrolować proces termiczy. W przeciwnym razie zamienisz wysokie rachunki za energię na stertę uszkodzonego sprzętu.