IR-verwarming versus hete lucht: een betere manier om CNT’s te produceren
Als je ooit tijd hebt besteed aan het maken van koolstofnanobuizen, ken je het proces. Je probeert een perfecte thermische balans te bereiken zodat de groei consequent verloopt. De meeste ouderwetse systemen maken gebruik van hete luchtcirculatie.
En eerlijk gezegd? Het is een behoorlijke uitdaging.
Het probleem is de vertraging: omdat je afhankelijk bent van convectie, moet je vaak lang wachten tot de kamer de gewenste temperatuur heeft bereikt. Dat is tijdverspilling.
Het wachten verminderen
Hier komt IR-verwarming om de hoek kijken. In plaats van elke luchtmolecuul in de ruimte op te warmen, gebruikt IR elektromagnetische straling om rechtstreeks het substraat te verwarmen.
Het gaat snel – echt heel snel.
Je kunt de tijd die nodig is om de gewenste temperatuur te bereiken, van enkele minuten terugbrengen tot slechts een paar seconden. Bij de diepe bewerking van halfgeleiders zorgen deze bespaarde minuten per batch voor een grote verbetering in de totale productiecapaciteit.
Het lastige gedeelte
Het is echter niet zo simpel als alleen maar een gloeilamp vervangen. IR-verwarming zorgt voor een hoge hitteintensiteit, die zeer geconcentreerd is.
Als het substraat zelfs maar iets scheef staat, ontstaan er hete plekken die de alignering van de CNT’s verstoren. Je moet dus precies op de juiste afstand zijn.
Daarnaast is er ook het probleem van ‘overshoot’. Omdat IR zo snel reageert, moeten de PID-regelaars zeer nauwkeurig worden ingesteld. Als je dezelfde instellingen gebruikt als bij het hete-luchtsysteem, loop je waarschijnlijk te ver door en beschadig je je katalysator.
Het opruimen van de werkruimte
Het beste aspect is echter de fysieke ruimte die vrijkomt. Zodra je de grote blazers en al die storende leidingen weglaat, wordt de machine kleiner. Alles wordt schoner. Er zijn minder bewegende delen die kapot kunnen gaan of lawaai kunnen maken. Hierdoor krijg je een snellere cyclus en een veel stabielere thermische omgeving voor je hoogzuivere chips. Het is gewoon logisch.