Neden CNT üretiminde zorunlu hava yerine kızılötesi ısı kullanıyoruz?
Karbon nanotüpler üretirken her şey, ısının nasıl yönetildiğine bağlıdır. Eğer katalizörün aktive edilmesi doğru şekilde yapılmazsa, tüm üretim süreci boşa gider.
Hâlâ birçok fabrika sıcak hava dolaşım sistemlerini kullanmaktadır. Dürüst olmak gerekirse bu oldukça verimsiz bir yöntemdir. Zorunlu hava sistemi, konveksiyon prensibine dayanır; yani havanın ısınmasını bekleyip ardından bu havanın yüzeyi yavaşça ısıtmasını beklersiniz. Bu işlem için uzun zaman gereklidir.
Kızılötesi ısıtma ise farklı bir şekilde çalışır. Radyant enerji kullanarak ısıyı doğrudan malzemeye ileterek ısıtma sağlar.
Bekleme süresi
Ne kadar zaman kaybettiğinizi düşünün. Sıcak hava kullanıldığında, parça hareket etmeye başlamadan önce odadaki tüm havanın ısınması gerekiyor. Bu durum, üretim sürecini yavaşlatır.
Kızılötesi lambalar böyle bir sorun yaratmaz. Fotonlar malzemeye çarpar ve anında emilir. Böylece aracı unsurlara gerek kalmaz. Derin yarı iletken işlemlerinde, üretim süreleri dakikalardan saniyelere düşmüştür. Bu büyük bir avantajdır. Daha hızlı döngüler sayesinde daha fazla wafer üretilebilir.
Daha az alanda daha fazla güç
CNT üretimi için gereken ısıyı elde etmek için yüksek güçlü kızılötesi cihazlar kullanılır. Bunlar sıradan ev ısıtıcıları değildir; küçük bir alanda çok yüksek ısı yoğunluğu sağlarlar. Bu sayede, havayı ısıtmak için devasa ısıtıcılara ihtiyaç kalmaz. Ekipmanların boyutları da azalır.
Ayrıca bu cihazlar farklı bölgelere ayrılabilir. Bu en iyi yanıdır. Eğer tüpün belirli bir bölgesinin biraz soğuk olduğunu fark ederseniz, tüm sistemin ısısını artırmak zorunda kalmazsınız. Sadece o bölgedeki cihazın gücünü artırırsınız. Bu çok daha hassastır.
Eksiklikler
Ancak kızılötesi ışınlar her şey için mucizevi bir çözüm değildir. Işınlar yüzeye anında çarptığı için, ısının ne kadar derine ulaştığına dikkat etmek gerekir. Eğer malzeme çok kalınsa veya ışığı yansıtıyorsa, yüzey sıcakken iç kısım hâlâ soğuk kalabilir.
Bu yüzden kızılötesi ışının şiddeti ile malzemenin ışık yayma özelliği arasındaki dengeyi bulmak önemlidir. Aksi takdirde, dış kısım yanarken iç kısım hâlâ soğuk kalabilir.