Hoe je je siliciumwafers schoon houdt wanneer de verwarmers het begeven
Als je werkt met de productie van koolstofnanobuizen, ken je dit probleem vast wel. Je hebt namelijk hoogintensieve infraroodlampen nodig om de juiste temperatuur te bereiken. Maar hier is het probleem: wanneer je deze lampen onder hoge belasting gebruikt, kunnen ze breken.
Het is een nachtmerriescenario: de kwartsmantel barst, glasfragmenten en chemische stoffen vallen op je siliciumwafers terecht. Hierdoor raak je al je producten kwijt.
Waarom breken deze buizen eigenlijk?
Meestal komt het door thermische spanningen of een elektrische boog. Om dit te voorkomen, gebruikten we synthetisch kwarts van hoge zuiverheid. Dit materiaal heeft een lage warmte-uitbreidingscoëfficiënt, waardoor het kan worden blootgesteld aan snelle opwarming en afkoeling zonder te breken.
We letten ook goed op de spanning van het filamengaren. Als het filamengaren te slap wordt, ontstaan er hete plekken. Deze hete plekken verzwakken de glazen wand tot deze uiteindelijk breekt.
Het voorkomen van schade
We rekenen niet alleen op het feit dat het glas het houdt, maar we zijn ook voorbereid op het geval dat het toch breekt. We gebruiken een dubbele laag om je wafers te beschermen. Eerst zit er een beschermende laag of een weerbestendige coating. Als de binnenste lamp kapotgaat, vangt deze laag de fragmenten op, zodat ze niet op de wafers terechtkomen. Daarnaast gebruiken we versterkte eindkapjes en verbindingen, zodat de lamp niet verschuift wanneer er trillingen optreden.
De balans tussen efficiëntie en veiligheid
Je hebt hoge vermogens nodig om snel koolstofnanobuizen te kunnen produceren. Maar dit legt veel druk op het kwartsmateriaal. Je kunt deze lampen niet eindeloos op 110% laten werken; dat is gewoon niet mogelijk volgens de wetten van de fysica. Om alles stabiel te houden, moet je de koeling goed regelen. Als de uiteinden van de buis niet koel blijven, wordt het temperatuurverschil te groot en zal het glas uiteindelijk breken.
Onze verwarmers zijn ontworpen om gemakkelijk in standaard IR-array-systemen te worden geplaatst. Maar de echte waarde zit in het veiligheidsontwerp. Dit is immers het enige wat beschermt tegen kapotte lampen en daarmee tegen verwoeste wafers.