Die richtige Herstellung von CNTs mit Infrarotheizung
Wenn Sie bereits mit Kohlenstoffnanoröhren gearbeitet haben, wissen Sie, dass die Temperaturregelung entscheidend ist. Wenn bei der Aktivierung des Katalysators oder bei der Ablagerung von Kohlenstoff etwas schiefgeht, ist die gesamte Charge nutzlos.
Lange Zeit haben wir auf diese riesigen Widerstandsheizelemente zurückgegriffen. Aber ehrlich gesagt: Das ist überflüssig. Der größte Teil der Energie wird einfach dazu verwendet, die Wände des Ofens zu erwärmen – anstatt das eigentliche Material. Deshalb sind wir jetzt auf Kurzwellen-Infrarotlampen umgestiegen.
Energieverschwendung vermeiden
Bei herkömmlichen Öfen geht eine Menge Energie verloren. Man verbringt die Hälfte der Zeit und des Geldes damit, den Ofen vorzuheizen.
Infrarotlampen hingegen zielen direkt auf das Substrat ab. Da die Energie genau dorthin gelenkt wird, wo sie benötigt wird, verkürzt sich die Zeit bis zur Erreichen der gewünschten Temperatur erheblich. Dadurch werden weniger Kilowattstunden pro Charge benötigt – was ein großer Vorteil ist, wenn man versucht, eine umweltfreundlichere Fabrik zu betreiben.
Diese Systeme bieten eine hohe Wärmestärke. Die Reaktion erfolgt fast sofort – dadurch hat man viel mehr Kontrolle darüber, wie die Kohlenstoffnanoröhren wachsen. Doch Achtung: Die gesamte abgestrahlte Wärme verschwindet nicht einfach so. Wenn man die Kühlvorrichtungen nicht richtig einstellt, können die Sensoren beschädigt werden.
Die Details der Einrichtung
Wir verwenden Quarzkapseln mit speziellen Beschichtungen, um die Wellenlänge zu regulieren. Das klingt technisch, aber im Grunde geht es darum, sicherzustellen, dass die Energie tatsächlich ins Substrat gelangt – anstatt von der Oberfläche abprallen zu lassen.
Wir kümmern uns auch sorgfältig um die Verbindungen. Diese Geräte müssen starken industriellen Bedingungen standhalten – daher verwenden wir robuste Anschlüsse. Man will schließlich keine Probleme wegen von Spannungsschwankungen haben, wenn hohe Leistungen erforderlich sind.
Noch ein Tipp: Achten Sie auf die Stromversorgung. Wenn Sie dieses Gerät in eine Halbleiterproduktion einbinden, benötigen Sie eine zuverlässige Stromversorgung. Schon kleine Spannungsunterschiede können dazu führen, dass die Temperatur schwankt – und das wiederum kann die Struktur der Nanoröhren beeinträchtigen. Ein spezieller Stromregler ist hier sehr nützlich – er sorgt dafür, dass die Wärmenausbeute konstant bleibt.
Kompromisse
Es ist allerdings nicht alles perfekt. Der Wechsel auf Infrarotheizung ändert die Art und Weise, wie der Prozess abläuft. Man verliert die lange Vorheizzeit, die bei herkömmlichen Öfen möglich ist. Alles geschieht schneller. Deshalb muss man die Gasströme anpassen, um mit der Heizkurve Schritt zu halten. Wenn man nichts anpasst, entstehen ungleichmäßige Strukturen auf dem Substrat.
Es braucht etwas Anpassung – aber sobald alles richtig eingestellt ist, lohnt sich die Mühe.