Przestańcie podgrzewać ściany komory próżniowej
Jeśli kiedykolwiek zajmowaliście się wytwarzaniem węglowych nanorurek, znacie problemy związane z profilem termicznym. Większość z nas zaczyna od standardowych grzejników oporowych, ale istnieje poważny problem: one podgrzewają wszystko. W rezultacie komora próżniowa staje się niczym gigantyczna piec. Wewnętrzne ściany nagrzewają się tak mocno, że mogą spowodować oparzenia lub uszkodzić elektronikę znajdującą się tuż obok urządzenia. To frustrujące i, szczerze mówiąc, dość niebezpieczne.
Rozwiązanie jest prostsze, niż się wydaje: należy przestać korzystać z grzania wszechstronnego. Zamiast pozwalać energii rozprzestrzeniać się we wszystkich kierunkach, używamy lamp infraredowych o skierowanym działaniu. Można to porównać do przejścia od żarówki, która oświetla całe pomieszczenie, na latarkę, która oświetla konkretny punkt. Dzięki reflektorom i odpowiedniej geometrii możemy skierować ciepło dokładnie tam, gdzie jest potrzebne – do strefy wzrostu węglowych nanorurek.
Jaki jest efekt? Poddana obróbce powierzchnia otrzymuje potrzebną ilość ciepła, a ściany komory pozostają chłodne. Można je nawet dotknąć.
Jak to działa w praktyce? Ustawiamy te systemy w zależności od ilości ciepła, jakiej faktycznie potrzebujemy. Korzystamy z lamp kwarcowych o wysokiej mocy, ponieważ szybko się nagrzewają. Gdy musimy realizować krótkie cykle produkcji, nie możemy sobie pozwolić na czekanie, aż komora się nagrzeje. Ponadto lampy te łączą się bezpośrednio z istniejącymi kontrolerami PLC za pomocą SCR, więc nie trzeba przebudowywać całego systemu sterowania.
Ale jest jeden problem… Skierowane grzanie tworzy bardzo silny gradient termiczny. Jest to rozwiązanie precyzyjne – być może zbyt precyzyjne. Jeśli lampa będzie umieszczona o kilka milimetrów w niewłaściwym miejscu, albo jeśli podłoże będzie zbyt duże, powstanie nierównomierny wzrost nanorurek. Podczas pierwszej konfiguracji trzeba więc uważać na odległość i kąt. Jeśli uda się to zrobić dobrze, wszystko będzie w porządku.
Bezpieczniejsze warunki pracy
Eliminacja tego „nadmiaru ciepła” na ścianach nie polega tylko na oszczędzeniu pieniędzy na rachunkach za prąd. Chodzi także o uniknięcie oparzeń. Gdy ściany nie wchłaniają nadmiaru promieniowania, konserwacja staje się znacznie prostsza. Można bezpiecznie pobierać próbki lub dostosowywać sprzęt, bez obaw o oparzenia. Całe środowisko pracy staje się dzięki temu przyjemniejsze i bezpieczniejsze.