Чому ми замінюємо примусову циркуляцію повітря на інфрачервоне опалення під час виробництва карбонних нанотрубок
Під час вирощування карбонних нанотрубок усе зводиться до того, як саме контролювати процес нагрівання. Якщо активація каталізатора не відбувається належним чином, весь продукт буде зіпсований.
Багато заводів все ще використовують примусову циркуляцію гарячого повітря. Чесно кажучи, це є серйозною перешкодою. Примусова циркуляція ґрунтується на конвекції – потрібно почекати, поки повітря нагріється, а потім ще й почекати, поки воно поступово нагріє основу для вирощування нанотрубок. Цей процес займає багато часу.
Інфрачервоне опалення працює по-іншому. Воно використовує випромінювальну енергію для безпосереднього нагрівання матеріалу.
Час очікування
Уявіть собі час, який ми витрачаємо. З використанням гарячого повітря потрібно нагріти всю атмосферу в камері, перш ніж об’єкт почне нагріватися. Це значна затримка, яка заважає ефективній роботі.
Лампи інфрачервоного випромінювання не дозволяють такої затримки. Вони випромінюють фотони, які миттєво поглинаються матеріалом. Таким чином не потрібен посередник. У процесі обробки напівпровідників час нагрівання скорочується з хвилин до секунд.
Це величезна перевага. Швидші цикли означають, що можна обробити більше пластин за одну зміну, без зайвих зусиль.
Більша потужність у меншому просторі
Щоб досягти необхідного рівня нагріву для вирощування карбонних нанотрубок, ми використовуємо лампи інфрачервоного випромінювання високої потужності. Це не звичайні побутові обігрівачі. Вони забезпечують високу теплову щільність на невеликій площі.
Тож не потрібні великі, громіздкі ізольовані печі для підтримки температури повітря. Розміри обладнання зменшуються.
Крім того, можна розділити приміщення на зони. Це найкраща особливість. Якщо одна з частин трубки залишається прохолодною, не потрібно підвищувати температуру в усій системі. Достатньо лише підвищити потужність саме тієї лампи. Це дуже точний метод.
Недоліки
Інфрачервоне опалення не є чудодійним рішенням для всіх проблем. Оскільки випромінювання потрапляє на поверхню миттєво, потрібно стежити за тим, наскільки глибоко нагрівається матеріал. Якщо основа занадто товста або матеріал відбиває світло, то внутрішня частина може залишатися прохолодною, навіть якщо поверхня гаряча.
Потрібно знайти правильний баланс між інтенсивністю інфрачервоного випромінювання та емісією матеріалу. Інакше існує ризик перегріву зовнішньої частини матеріалу, поки внутрішня частина залишається прохолодною.