Dlaczego zamiast powietrza pod ciśnieniem używamy promieniowania podczerwonego przy wytwarzaniu nanorurek węglowych
Podczas wytwarzania nanorurek węglowych wszystko zależy od sposobu dostarczania ciepła. Jeśli aktywacja katalizatora nie przebiega prawidłowo, cała partia produktów jest bezwartościowa.
Wiele zakładów nadal korzysta z systemu cyrkulacji gorącego powietrza. Szczerze mówiąc, to istny problem. System ten opiera się na konwekcji – trzeba poczekać, aż powietrze się nagrzeje, a potem dopiero ono może stopniowo ogrzać materiał. Proces stabilizacji trwa bardzo długo.
Grzanie za pomocą promieniowania podczerwonego działa zupełnie inaczej. Wykorzystuje energię promieniową do bezpośredniego dostarczania ciepła do materiału.
Czas oczekiwania
Pomyślcie o czasie, który traci się na takie rozwiązania. Przy użyciu gorącego powietrza trzeba najpierw nagrzać całą atmosferę w komorze, zanim elementy robocze zaczną się poruszać. To opóźnienie sabotuje cały proces.
Lampy podczerwone nie działają w ten sposób. Emitują fotony, które natychmiast są pochłaniane przez materiał. Unika się w ten sposób pośredników. W procesach obróbki półprzewodników czas przygotowania skrócił się z minut do sekund.
To ogromna zaleta – szybsze cykle oznaczają możliwość przetworzenia większej liczby płytek w ciągu jednej zmiany, bez żadnego wysiłku.
Więcej mocy w mniejszym obszarze
Aby uzyskać taką temperaturę, jakiej potrzebuje proces wytwarzania nanorurek węglowych, używamy emiterów podczerwieni o dużej mocy. To nie są zwykłe grzejniki domowe. One zapewniają dużą gęstość cieplną na małym obszarze.
Dzięki temu nie musimy używać ogromnych, ciężkich pieców izolowanych, aby utrzymać ciepło w powietrzu. Rozmiar sprzętu zmniejsza się.
Ponadto można te lampy podzielić na poszczególne strefy. To najlepsza cecha tego rozwiązania. Jeśli stwierdzimy, że jakaś część rury jest za zimna, nie musimy zwiększać mocy całego systemu. Wystarczy zwiększyć moc tylko dla tej konkretnej lampy. To precyzyjne rozwiązanie.
Uwagi
Promieniowanie podczerwone nie jest jednak magicznym rozwiązaniem na wszystkie problemy. Ponieważ ciepło dociera natychmiast do powierzchni, trzeba uważać na to, jak głęboko się ono rozprzestrzenia. Jeśli materiał jest zbyt gruby lub odbija światło, wnętrze rury może pozostać zimne, podczas gdy powierzchnia jest już gorąca.
Trzeba znaleźć odpowiedni balans pomiędzy intensywnością promieniowania podczerwonego a emisyjnością materiału. W przeciwnym razie istnieje ryzyko poparzenia powierzchni, podczas gdy środek pozostaje zimny.