Sử dụng công nghệ sưởi bằng tia hồng ngoại để tạo ra ống nano carbon hiệu quả
Việc tạo ra ống nano carbon đòi hỏi phải kiểm soát chính xác nhiệt độ trong các vùng có nhiệt độ cao, nhằm kích thích quá trình lắng đọng hóa học (CVD). Trước đây, mọi người thường sử dụng các lò nung truyền thống. Nhưng giờ đây, chúng ta thay thế chúng bằng các bóng đèn sưởi bằng tia hồng ngoại. Tại sao vậy? Bởi việc làm nóng toàn bộ không khí chỉ để làm ấm một khu vực nhỏ là sự lãng phí năng lượng.
Nơi cần được làm nóng chính xác
Việc tạo ra ống nano carbon đòi hỏi phải có sự gia tăng nhiệt độ nhanh chóng và kiểm soát nhiệt độ chính xác. Đây chính là lúc các bóng đèn tia hồng ngoại phát huy tác dụng. Thay vì chờ toàn bộ buồng nung nóng lên, năng lượng từ bóng đèn sẽ tác động trực tiếp lên bề mặt vật liệu cần xử lý. Điều này giúp tiết kiệm năng lượng; bạn không cần phải làm nóng không khí nữa. Điều này giúp giảm lượng điện tiêu thụ và giúp quy trình sản xuất trở nên thân thiện với môi trường hơn.
Các thiết bị được sử dụng
Chúng tôi sử dụng các bóng đèn thạch anh tia ngắn. Tia ngắn có khả năng xuyên vào bề mặt vật liệu nhanh hơn so với tia trung bình hay tia dài. Chúng tôi sử dụng các bóng đèn có công suất cao để đạt được nhiệt độ từ 700°C đến 1000°C – nhiệt độ cần thiết cho quá trình tổng hợp ống nano carbon.
Các yếu tố cần lưu ý
Thiết bị này không phải là loại “cắm vào là dùng được”. Chúng tôi sử dụng các đầu nối chuyên dụng vì dòng điện rất lớn. Nếu dây dẫn không chịu được áp lực nhiệt liên tục, chúng sẽ bị hư hỏng. Ngoài ra, chúng tôi cũng sử dụng vỏ bọc bằng thạch anh – vật liệu duy nhất không bị ăn mòn bởi các khí ăn mòn trong quá trình CVD.
Những nhược điểm
Mặc dù công nghệ sưởi bằng tia hồng ngoại rất hiệu quả, nhưng nó cũng có những nhược điểm. Nhiệt độ từ bóng đèn chỉ tập trung ở một điểm nhất định. Nếu bóng đèn lệch đi vài milimet, bề mặt vật liệu sẽ bị lạnh ở một số vùng. Điều này khiến quá trình tạo ống nano carbon bị không đồng đều. Để tránh điều này, chúng ta cần kiểm soát chính xác nhiệt độ bằng các bộ điều khiển PID và cảm biến nhiệt độ.
Và đừng quên việc bảo vệ thiết bị
Nếu không có lớp bảo vệ, nhiệt lượng từ bóng đèn có thể làm hỏng các dây dẫn cảm biến, khiến tín hiệu trở nên không ổn định. Do đó, việc bảo vệ thiết bị là rất quan trọng.