Как сделать процесс изготовления углеродных нанотрубок более эффективным с использованием инфракрасного нагрева
Чтобы углеродные нанотрубки могли правильно расти, необходимо использование точно контролируемого температурного режима – ни слишком высокой, ни слишком низкой температуры. Это необходимо для того, чтобы катализатор функционировал должным образом, а углерод оседал именно там, где это нужно.
Долгое время мы использовали традиционные электрические печи в производстве полупроводников. Но, честно говоря, они слишком громоздкие. Поэтому мы начали заменять их на устройства с инфракрасным нагревом. Это позволяет сэкономить много энергии и значительно улучшить эффективность производства.
Зачем использовать инфракрасный нагрев?
У традиционных печей проблема в том, что они нагревают всё вокруг – всю камеру и воздух внутри нее. Это значит, что огромное количество энергии тратится впустую.
Наши устройства с инфракрасным нагревом не работают так. Они нагревают только сам материал, на котором происходит синтез нанотрубок. Благодаря использованию излучения вместо конвекции, достигается нужная температура за считанные секунды, а не часы. Когда не нужно ждать, пока печь прогреется, расход энергии на производство одного слайда существенно снижается.
Как устроены эти устройства?
Мы используем высокомощные кварцевые галогеновые лампы. Они обеспечивают необходимую степень нагрева для быстрого синтеза нанотрубок.
К тому же не нужно полностью заменять существующую систему управления. Эти устройства можно подключить к существующим системам управления с использованием стандартных промышленных разъемов. Это довольно просто. Мы также добавляем специальные покрытия на кварцевые элементы. Это позволяет энергии попадать непосредственно в материал, а не отражаться и повышать температуру охлаждающих элементов.
Недостатки
Инфракрасный нагрев не является волшебством. Когда так много энергии сосредотачивается в одной точке, там очень быстро повышается температура.
Необходимо тщательно продумать систему охлаждения. Если охладители не смогут эффективно выводить лишнее тепло, датчики будут давать неточные данные. Но если охлаждение настроено правильно, процесс синтеза становится более эффективным и точным.