Поддержание правильного уровня температуры в нагревателях на основе углеродных нанотрубок
При производстве углеродных нанотрубок необходимо точно контролировать уровень температуры. Но дело в том, что сама температура — это не самая сложная проблема. Настоящей проблемой является электрическая изоляция. Если изоляция нарушается, возникает проблема с электрическими разрядами. Это не просто недоработка — это настоящая катастрофа. Это может привести к срыву процесса выращивания углеродных нанотрубок, а в самых худших случаях — к повреждению самого контроллера.
Не существует такого понятия, как «достаточно хорошее» тестирование
Мы не проводим случайных проверок. Мы не берем образцы нескольких единиц оборудования и надеемся на лучшее. Каждый элемент нагрева проходит полное тестирование на устойчивость к высокому напряжению и сопротивление изоляции перед тем, как покинуть наш завод. Мы подаем на корпус нагревателя высокое напряжение, чтобы убедиться, что диэлектрический барьер способен выдержать такую нагрузку. Почему? Потому что есть вещи, которые невозможно увидеть. Небольшое отверстие в керамике или микроскопическая трещина в изоляции кажутся незначительными, но на самом деле это серьезная проблема. Если нагреватель не проходит тесты, он отправляется на свалку. Нельзя исправить протекание электричества после того, как нагреватель уже установлен в вакуумной камере.
Борьба с протеканием электричества
При синтезе углеродных нанотрубок даже небольшой поток электричества может повредить подложку. Большинство материалов становятся более проницаемыми при повышении температуры — их сопротивление снижается. Поэтому мы очень строги в выборе диэлектриков. Мы используем материалы, которые сохраняют высокое сопротивление даже при очень высоких температурах. Это единственный способ предотвратить аварии в процессе работы оборудования.
Необходимость баланса
Здесь существует компромисс. Нельзя использовать чрезмерно тонкие стенки, ожидая, что они выдержат температуру 1000°C без протекания электричества. Чтобы обеспечить такую защиту, необходима более толстая изоляция. Но чем больше изоляции, тем больше задержка в передаче тепла. Это похоже на борьбу: толще слой изоляции — лучше защита для электроники, но это замедляет процесс нагрева. Необходимо скорректировать параметры PID-контроля, чтобы учесть этот фактор. Это требует времени, но это стоит того ради спокойствия.