Het gebruik van infraroodverwarming bij de productie van CNT’s
Als je met koolstofnanobuizen werkt, weet je hoe moeilijk het kan zijn om ze op de juiste manier te produceren. Het activeren van de katalysator en het goed laten neerslaan van het koolstofmateriaal vereist een hoge mate van warmtetoezicht – iets wat behoorlijk uitdagend kan zijn.
Lang hebben we alleen maar resistieve ovens gebruikt. Maar eerlijk gezegd zijn die erg langzaam. Je moet immers een enorme hoeveelheid lucht verhitten om het substraat op temperatuur te brengen. Daarom zijn we overgestapt op infraroodsystemen. Infraroodstraling stuurt energie rechtstreeks naar het materiaal. Dat is veel sneller.
Het verkrijgen van accurate gegevens
In een moderne productiefaciliteit kun je niet zomaar ‘alles instellen en vergeten’. Je moet precies weten wat er gebeurt. We sluiten deze infraroodsystemen rechtstreeks aan op PLC-besturingssystemen. Hierdoor kun je in real-time zien hoeveel energie wordt verbruikt en wat de oppervlaktetemperatuur is. Zo hoef je geen gokken meer te wagen over of het verwarmingsproces wel werkt.
Omdat we kortegolflengte-infrarood gebruiken, bereik je de gewenste temperaturen in slechts seconden. Bovendien bespaar je veel ruimte. Je hebt geen enorme isolatiebekledingen meer nodig om te voorkomen dat de warmte lostrekt.
De details rondom de warmte
Het probleem is dat het materiaal de warmte niet wil opnemen. De warmte kaatst gewoon af. Om dit op te lossen gebruiken we speciale kwarts- of keramische emitters. We passen de golflengte aan zodat de energie echt in het materiaal terechtkomt.
Maar je moet goed opletten met de vermogensdichtheid. Als je te veel wattage in één klein gebied plaatst, ontstaan er hete punten. Dat is vreselijk voor de alignering van de CNT’s – het verpest alles. We besteden veel tijd aan het afstellen van de vermogen en spanning, zodat de warmte gelijkmatig over het hele gebied wordt verdeeld.
De nadelen en waarschuwingen
Het is natuurlijk geen magie. Hoge-intensiteit-infrarood veroorzaakt veel overtollige warmte in het apparaat. Als je een hoge vermogenssterkte gebruikt, maar vergeet de afvoer- of koelsystemen te versterken, zullen je elektronische onderdelen oververhit raken. Dat is een frustrerende situatie voor de productie. Je moet ervoor zorgen dat de koelsystemen in staat zijn om de snelheid van het verwarmingsproces bij te houden.
Eén laatste tip: gebruik kabels die bestand zijn tegen hoge temperaturen. Anders zal de isolatie smelten nog voordat je zelfs maar de eerste productieronde hebt afgerond. Geloof me maar.