Прекратите нагрев стенок вакуумной камеры
Если вы когда-либо работали с производством углеродных нанотрубок, то знаете, какие трудности возникают из-за проблем с температурным режимом. Большинство из нас начинают с использования стандартных резистивных нагревателей. Но у этих нагревателей есть серьезный недостаток: они нагревают всё вокруг. В результате вакуумная камера превращается в своего рода огромную печь. Внутренние стенки становятся настолько горячими, что могут обжечь человека или повредить электронику, находящуюся рядом с устройством. Это раздражает и, честно говоря, даже опасно.
Решение гораздо проще, чем кажется: нужно прекратить использование всепроникающего тепла.
Вместо того чтобы позволять энергии распространяться во все стороны, мы используем направленные инфракрасные лампы. Это похоже на переход от использования обычной лампы, которая освещает всю комнату, к использованию фонарика, который освещает только определенную область. С помощью отражателей и правильного расположения ламп мы направляем тепло именно туда, куда это необходимо — в зону роста нанотрубок.
Результат? Подложка получает необходимое количество тепла, а стенки камеры остаются прохладными. Их можно даже касаться.
Как это работает на практике
Мы настраиваем такие системы в соответствии с необходимым количеством тепла. Мы используем кварцевые лампы высокой мощности, так как они быстро нагреваются. Когда требуется сокращенное время производства, нельзя тратить времени на ожидание нагрева камеры. К тому же эти лампы можно подключить к существующим контроллерам через SCR-транзисторы, так что не нужно полностью менять всю систему управления.
Но есть один недостаток.
Направленное нагревание создает очень резкий температурный градиент. Это точно, но, возможно, слишком точно. Если лампа будет находиться на несколько миллиметров не в правильном положении, или если подложка будет слишком большой, то произойдет неравномерный рост нанотрубок. Поэтому при первой настройке необходимо быть очень точным. Если сделать всё правильно с первого раза, всё будет в порядке.
Более безопасная рабочая среда
Устранение лишнего тепла на стенках камеры — это не только способ сэкономить на счетах за электроэнергию. Это также способ избежать ожогов. Когда стенки не поглощают лишнее излучение, обслуживание становится гораздо проще. Можно без опасений брать образцы или настраивать оборудование. Таким образом, рабочее пространство становится более безопасным и удобным для работы.