Stop met het verwarmen van de wanden van je vacuümkamer
Als je ooit hebt gewerkt aan de productie van koolstofnanobuisjes (CNT), weet je hoe lastig het kan zijn om een juist temperatuurprofiel te bereiken. De meesten van ons beginnen met standaard weerstandverwarmers, maar dit heeft één groot nadeel: ze verwarmen alles in de buurt. Hierdoor wordt de vacuümkamer in feite een soort enorme oven. De binnenwanden worden zo heet dat ze zelfs kunnen brandwonden veroorzaken of de elektronica die zich vlak naast de machine bevindt, kunnen beschadigen. Het is frustrerend en, eerlijk gezegd, ook nog eens gevaarlijk.
De oplossing is eenvoudiger dan je denkt: gebruik geen alomtegenwoordige warmte meer.
In plaats van energie in alle richtingen te laten gaan, gebruiken we gerichte infraroodlampen. Stel je voor dat je een gloeilamp vervangt door een zaklamp die precies op één punt schijnt. Door gebruik te maken van reflectoren en wat geometrie, kunnen we de warmte precies daarheen sturen waar ze nodig is: naar de zone waar de CNT’s worden geproduceerd.
Het resultaat? Het substraat krijgt de benodigde hoge temperatuur, terwijl de wanden van de kamer koel blijven. Je kunt ze zelfs aanraken.
Hoe het in werkelijkheid werkt
We configureren deze systemen op basis van de hoeveelheid warmtestroom die je echt nodig hebt. We gebruiken kwartslampen met een hoge vermogenssterkte, omdat deze snel op temperatuur komen. Als je snelle productietijden wilt behalen, kun je het je niet veroorloven om te wachten tot de kamer op temperatuur is. Bovendien kunnen deze lampen rechtstreeks worden aangesloten op je bestaande PLC-besturingssystemen, zodat je je hele besturingssysteem niet opnieuw hoeft te bouwen.
Maar er is één nadeel: gerichte verwarming zorgt voor een zeer sterke thermische gradient. Dit is nauwkeurig – misschien wel té nauwkeurig. Als de lamp slechts een paar millimeter verkeerd staat, of als het substraat iets te groot is, zal de groei op het substraat oneffen zijn. Je moet dus goed opletten bij het instellen van de afstand en hoek. Als je dit één keer goed doet, is alles in orde.
Een veiliger werkplek
Het wegnemen van deze ‘extra warmte’ op de wanden heeft niet alleen invloed op de elektriciteitsrekening, maar helpt ook om brandwonden te voorkomen. Wanneer de wanden geen extra straling meer opnemen, wordt het onderhoud een stuk minder stressvol. Je kunt je monsters gemakkelijk terughalen of de apparatuur aanpassen, zonder je zorgen te maken over brandwonden. Op deze manier wordt het hele werkveld veiliger en netter.