การผลิตคาร์บอนนาโนทิวบ์ให้ได้คุณภาพดี ด้วยการใช้ความร้อนจากแสงอินฟราเรด
หากคุณเคยทำงานกับคาร์บอนนาโนทิวบ์มาก่อน คุณคงรู้ดีว่าการควบคุมอุณหภูมินั้นมีความสำคัญมาก หากกระบวนการกระตุ้นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือการสะสมคาร์บอนไม่เป็นไปตามที่ต้องการ ผลิตภัณฑ์ทั้งชุดก็จะเสียหายไปเลย
ในอดีต เรามักใช้เตาอบแบบที่มีความต้านทานสูง แต่จริงๆ แล้วมันเป็นวิธีที่สิ้นเปลืองพลังงานมาก พลังงานส่วนใหญ่ถูกใช้ไปกับการทำให้ผนังเตาอบร้อนขึ้น แทนที่จะไปช่วยให้วัสดุร้อนขึ้น นั่นคือเหตุผลที่เราหันมาใช้หลอดไฟอินฟราเรดแทน
อย่าเสียพลังงานไปกับอากาศธรรมดา
เตาอบแบบดั้งเดิมนั้นใช้พลังงานมากมาย คุณต้องใช้เวลาและเงินไปกับการทำให้ห้องเตาอบร้อนขึ้น แต่หลอดไฟอินฟราเรดนั้นแตกต่างออกไป เพราะมันสามารถส่งพลังงานไปยังวัสดุโดยตรง ทำให้เวลาในการเริ่มต้นกระบวนการลดลงอย่างมาก คุณจึงใช้พลังงานน้อยลงต่อการผลิตหนึ่งครั้ง ซึ่งเป็นข้อดีอย่างมากหากคุณต้องการสร้างโรงงานที่ใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ
นอกจากนี้ หลอดไฟอินฟราเรดยังมีความหนาแน่นของความร้อนสูงมาก ทำให้คุณสามารถควบคุมการเติบโตของคาร์บอนนาโนทิวบ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ก็มีข้อควรระวังด้วย ความร้อนที่เกิดขึ้นนั้นไม่ได้หายไปไหน หากคุณไม่ดูแลระบบระบายความร้อนให้ดี อุปกรณ์ตรวจวัดอุณหภูมิของคุณก็อาจเสียหายได้
รายละเอียดเกี่ยวกับการตั้งค่า
เราใช้ภาชนะที่ทำจากควอตซ์พร้อมสารเคลือบพิเศษ เพื่อปรับความยาวคลื่นของแสงอินฟราเรด อาจฟังดูเป็นเรื่องทางเทคนิค แต่จริงๆ แล้วก็เป็นเพียงการทำให้แน่ใจว่าพลังงานจะถูกส่งไปยังวัสดุโดยตรง แทนที่จะสะท้อนกลับมาเหมือนกระจก
นอกจากนี้ เรายังใส่ใจเรื่องการเชื่อมต่ออุปกรณ์ด้วย อุปกรณ์เหล่านี้ต้องทนต่อสภาพการใช้งานที่รุนแรง ดังนั้นเราจึงใช้อุปกรณ์เชื่อมต่อที่แข็งแรง คุณไม่อยากเจอปัญหาเรื่องการลัดวงจรเมื่อใช้กำลังไฟฟ้าสูง
อีกเคล็ดลับหนึ่งคือ ควรคอยดูแลแรงดันไฟฟ้าด้วย หากคุณต่ออุปกรณ์นี้เข้ากับระบบซีเมนต์เซมิคอนดักเตอร์ คุณจำเป็นต้องมีแหล่งจ่ายไฟที่มั่นคง แม้แต่ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อยก็อาจทำให้อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงได้ ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อรูปร่างของคาร์บอนนาโนทิวบ์ การใช้เครื่องปรับแรงดันไฟฟ้าจึงช่วยให้อุณหภูมิคงที่และสามารถคาดเดาได้
ข้อเสียของการใช้แสงอินฟราเรด
แม้ว่าการใช้แสงอินฟราเรดจะมีข้อดีมากมาย แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน การเปลี่ยนมาใช้แสงอินฟราเรดจะทำให้กระบวนการผลิตเปลี่ยนไป คุณจะไม่มีเวลาในการทำให้วัสดุร้อนขึ้นอย่างช้าๆ เหมือนกับการใช้เตาอบแบบดั้งเดิม ทุกอย่างจะเกิดขึ้นเร็วขึ้น ดังนั้นคุณจึงต้องปรับอัตราการไหลของก๊าซให้เหมาะสม เพื่อให้สามารถรักษาอุณหภูมิไว้ได้ หากคุณไม่ปรับอัตราการไหลของก๊าซ คาร์บอนนาโนทิวบ์ที่เกิดขึ้นก็จะมีรูปร่างที่ไม่สม่ำเสมอ
แม้ว่าจะต้องปรับแต่งอะไรบ้าง แต่เมื่อคุณปรับให้เหมาะสมแล้ว ประสิทธิภาพที่ได้ก็คุ้มค่ากับความพยายามที่ลงทุนไป