چرا ما از روش گرمایش با اشعه مادون قرمز برای تولید نانولولههای کربنی استفاده کردیم؟
تولید نانولولههای کربنی نیازمند گرمایش مناسب است. برای اینکه فرآیند رسوباسیون بخار شیمیایی به خوبی انجام شود، به یک گرادیان حرارتی بسیار دقیق نیاز است. برای مدت طولانی، از فرهای مقاومتی سنتی استفاده میشد؛ اما صادقانه بگوییم، گرم کردن کل فضای داخل فر تنها برای گرم کردن یک سطح کوچک، هدر دادن انرژی بزرگی است.
به همین دلیل، ما شروع به استفاده از لامپهای گرمایشی مادون قرمز کردیم.
کاهش هدررفت انرژی
نکته مهم درباره لامپهای مادون قرمز این است که آنها هوای اطراف خود را گرم نمیکنند؛ بلکه از تابش نور برای گرم کردن مستقیم سطح مورد نظر استفاده میکنند.
هنگام تولید نانولولههای کربنی، میخواهیم کاتالیزور در همان لحظه به دمای لازم برسد. با استفاده از اشعه مادون قرمز، این کار در عرض چند ثانیه انجام میشود؛ یعنی بسیار سریع. این موضوع، محاسبات مربوط به فرآیند را تغییر میدهد.
از آنجایی که دیگر نیازی نیست ساعتها وقت صرف گرم کردن دیوارههای خارجی دستگاه یا هوای داخل آن شود، مصرف انرژی برای هر دوره تولید کاهش مییابد. این روش، روشی بهتر برای کار است؛ همچنین، تأثیر منفی آن بر محیط زیست نیز کاهش مییابد.
تجهیزات مورد استفاده
ما از رشتههای هالوژنی که در پوششهای کوارتزی قرار دارند، برای مقابله با گرمای شدید استفاده میکنیم. برای جلوگیری از مشکلات، این تجهیزات به کنترلکنندههای PID متصل هستند.
باید مراقب باشید؛ اگر انرژی زیادی را در یک ناحیه کوچک تخصیص دهید، رشتههای هالوژنی خراب خواهند شد. دقت بسیار مهم است.
یک مزیت دیگر این روش این است که لامپهای مادون قرمز، فضای کمتری را اشغال میکنند. علاوه بر این، هنگام خنک کردن دستگاه، کنترل بیشتری بر فرآیند وجود دارد.
معایب
البته، این روش هم معایبی دارد. این سیستمها، گرمای زیادی تولید میکنند؛ بنابراین نمیتوانید این تجهیزات را در یک چارچوب قدیمی قرار دهید و انتظار نتیجه خوبی داشته باشید.
برای جلوگیری از افزایش دمای محیط، به سیستمهای خنککننگ مناسب نیاز است. اگر سیستم خنککننگ دچار مشکل شود، لامپها به سرعت خراب خواهند شد.
البته، هزینههای اولیه نصب کنترلکنندهها و سیستمهای محافظتی نیز بیشتر است؛ اما در نهایت، این هزینهها با کاهش هزینههای برق و افزایش کارایی آزمایشگاه، جبران میشود. ما از این معامله بسیار راضی هستیم.