Die Energie dort halten, wo sie hingehört – bei CNT-Hitzern
Wenn man Carbonnanoröhren herstellt, muss die Temperatur genau kontrolliert werden. Doch das ist nicht das größte Problem. Das echte Problem ist vielmehr die elektrische Isolierung.
Fällt die Isolierung aus, kommt es zu Überspannungen. Das ist kein kleiner Fehler – das ist eine Katastrophe. Dadurch wird das Wachstum der CNT-Röhren gestoppt – im schlimmsten Fall wird sogar der Controller beschädigt.
Es gibt keine „gute“ Prüfungsmethode
Wir führen keine zufälligen Prüfungen durch. Wir prüfen nicht nur ein paar Exemplare und hoffen auf das Beste. Jedes Heizelement, das wir herstellen, muss erst einmal einer vollständigen Spannungstests sowie einem Isolierwiderstandstest unterzogen werden, bevor es unser Werk verlässt. Wir setzen ein hohes Spannungsniveau an den Heizkörper an, um sicherzustellen, dass die isolierende Schicht dem Druck standhalten kann.
Warum? Weil es Dinge gibt, die man einfach nicht sehen kann. Ein winziges Loch im Keramikmaterial oder eine mikroskopisch kleine Riss in der Isolierung scheinen mit bloßem Auge in Ordnung zu sein – doch in Wirklichkeit handelt es sich dabei um Zeitbomben. Wenn ein Heizelement den Tests nicht standhält, landet es im Müll. Punkt. Man kann einen Leck nicht einfach „ reparieren“, sobald der Heizer bereits in der Vakuumkammer installiert wurde.
Der Kampf gegen Lecks
Bei der Synthese von Carbonnanoröhren kann schon ein minimaler Leckstrom das Substrat ruinieren. Die meisten Materialien werden beim Erhitzen „undichtig“ – ihr Widerstand sinkt nämlich. Deshalb wählen wir sorgfältig unsere Isoliermaterialien aus. Wir verwenden Materialien, die auch bei hohen Temperaturen einen hohen Widerstand aufweisen. Das ist die einzige Möglichkeit, sicherzustellen, dass die Anlage nicht wegen eines Bodenfehlers ausfällt.
Das Gleichgewicht finden
Es gibt hier einen Kompromiss: Man kann schließlich keine extrem dünnen Wände verwenden und erwarten, dass diese bei 1000 °C ohne Lecks auskommen. Um eine solche Schutzwirkung zu erreichen, braucht man mehr Materialeinsatz. Doch mehr Isolierung bedeutet auch mehr thermische Verzögerung. Es handelt sich dabei um ein Kräftemessen: Eine dickere Schicht schützt die Elektronik, doch dadurch wird die Geschwindigkeit, mit der die Temperatur erhöht werden kann, verringert. Man muss also die PID-Einstellungen anpassen, um diesen zusätzlichen Widerstand auszugleichen. Es dauert zwar eine Weile, bis alles richtig eingestellt ist – doch es lohnt sich für den Frieden im Kopf.