CNTヒーターにおいて、電力を適切な場所に保つことが重要です。
カーボンナノチューブを成長させる際には、正確な温度管理が必要です。しかし実際には、温度制御自体が最も難しいわけではありません。本当の問題は、電気的な絶縁です。
もし絶縁が不十分だと、アークが発生します。これは単なる故障ではなく、大惨事です。カーボンナノチューブの成長を妨げるだけでなく、最悪の場合はコントローラーまで破壊されてしまいます。
「十分だ」と思えるようなテストなど存在しません。
私たちは抽出検査など行いません。数台をサンプルとして検査し、うまくいくことを願うわけではありません。
私たちが製造するすべてのヒーター要素は、工場を出る前に必ず完全な電圧耐性試験と絶縁抵抗試験を受けます。高電圧を印加して、誘電体がその負荷に耐えられるかを確認します。
なぜでしょうか？見えない部分があるからです。セラミックにある微小な穴や、絶縁体の微細な亀裂は、肉眼では正常に見えますが、実際には爆発の危険があります。もしヒーターがこの試験に合格しなければ、廃棄されます。一度ヒーターが真空チャンバー内に設置されてしまうと、漏れを修復することはできません。
漏れとの戦い
CNT合成においては、わずかな漏電でも基板を破壊してしまいます。
ほとんどの材料は、温度が上がると抵抗値が下がり、漏れやすくなります。だからこそ、私たちは誘電体を慎重に選びます。高温でも依然として高いメガオーム値を維持できる材料を使用します。これが、長時間の運転中に接地故障が起こらないようにする唯一の方法です。
バランスの取れた設計
ただし、ここにはトレードオフがあります。
薄い壁では1000℃の高温に耐えられず、漏れが発生してしまいます。そのような保護を得るためには、十分な厚みが必要です。しかし、絶縁材が厚くなると、熱伝導が遅くなります。
つまり、厚い層を使えば電子機器を守れますが、温度上昇の速度が遅くなります。そのため、PID設定を調整して、その分の影響を相殺する必要があります。調整には少し時間がかかりますが、心配が少なくなるためにはそれだけの価値があります。