الحفاظ على الطاقة في مكانها الصحيح في أجهزة التسخين المصنوعة من الأنابيب النانوية الكربونية
عند تصنيع الأنابيب النانوية الكربونية، يجب أن تكون درجة الحرارة مضبوطة بدقة. لكن المشكلة ليست في درجة الحرارة نفسها، بل في عزل الأجزاء الكهربائية. إذا حدث خلل في العزل، فإن ذلك قد يؤدي إلى حدوث تيارات كهربائية زائدة، وهو أمر خطير للغاية. فهذا قد يدمر عملية نمو الأنابيب النانوية الكربونية، وفي أسوأ الحالات، قد يدمر جهاز التحكم نفسه.
لا يوجد شيء اسمه “اختبار كافٍ”
نحن لا نقوم بفحوصات عشوائية، ولا نختبر عددًا قليلًا من الوحدات آملين في الحصول على نتائج جيدة. كل عنصر تسخين نصنعه يخضع لاختبارات دقيقة للتأكد من قدرته على تحمل الجهود الكهربائية العالية، قبل أن يخرج من المصنع. نستخدم جهودًا كهربائية عالية للتأكد من أن العزل الكهربائي قادر على التعامل مع هذه الجهود. لماذا؟ لأن هناك أشياء لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة؛ فثقب صغير في المواد الخزفية أو شق صغير في العزل قد يبدو طبيعيًا، لكنه في الحقيقة قد يكون قنبلة موقوتة. إذا فشل العنصر في اختبارات الجهود الكهربائية، فإنه يُرمى في سلة النفايات. لا يمكن إصلاح هذه المشاكل بعد أن يتم توصيل الجهاز داخل الغرفة الفراغية.
مواجهة مشكلة التسرب
في عملية تصنيع الأنابيب النانوية الكربونية، حتى أصغر قدر من التسرب الكهربائي قد يدمر الأجزاء المستخدمة في عملية النمو. معظم المواد تصبح “مسربة” عندما تسخن، حيث ينخفض مقاومتها الكهربائية. لذلك نختار مواد عازلة ذات مقاومة عالية، حتى في درجات الحرارة المرتفعة جدًا. هذه هي الطريقة الوحيدة لضمان عدم حدوث أعطال في الأجهزة أثناء العملية.
التوازن بين الحماية والسرعة
هناك توازن يجب تحقيقه هنا. لا يمكن أن يكون العزل رقيقًا جدًا وفي نفس الوقت أن يتحمل درجة حرارة 1000 درجة مئوية دون حدوث تسربات. للحصول على حماية كافية، يجب أن يكون العزل سميكًا، لكن ذلك يعني تأخرًا في تسخين الجهاز. يجب تعديل إعدادات PID للتغلب على هذه المشكلة. قد يستغرق الأمر بعض الوقت للتعديل، لكن ذلك يستحق العناء من أجل الحصول على استقرار في الجهاز.