CNT製造における適切な赤外線加熱の仕方
もし炭素ナノチューブを製造しているのであれば、その難しさはご存知でしょう。正確な温度勾配が必要であり、しかもそれを即座に実現する必要があります。
現代のスマートファブでは、従来の抵抗加熱器では不十分です。速度が遅く、使い勝手も悪いからです。だからこそ、私たちは赤外線加熱システムを採用しています。これにより、エネルギーを直接供給し、すべてをデジタル的に制御することができます。
推測を排除する
CNTの成長においては、加熱器が設定温度に到達するまで待っている余裕はありません。赤外線加熱器なら、化学気相沈着法（CVD）を開始するのに必要な熱量を即座に供給できます。PLCに接続すれば、パワーをリアルタイムで調整できます。もう、熱的な遅れを心配する必要はありません。また、装置のサイズも大幅に縮小され、エネルギーの無駄遣いもなくなります。
なぜデジタルファブでこの方法が効果的か
デジタルファブではデータが重要です。しかし、従来の加熱器には「熱容量」が大きすぎて、加熱に時間がかかり、冷却にも時間がかかります。これにより、処理時間が長くなってしまいます。
一方、赤外線加熱器はほぼ瞬時に反応します。通常、これらをピロミーターと組み合わせて使用します。これにより、基板を非常に精密な温度範囲内に保つことができます。センサーが異常を検出した場合、電力をすぐに切ることができます。これにより、ロットの過熱を心配する必要がなくなります。
注意点
しかし、全てが完璧というわけではありません。いくつか問題点があります。
高密度の赤外線アレイは大量の電力を消費します。単純に壁のコンセントに接続してしまうと、問題が起こります。最初の電流の急増に対応できるように、電気系統を十分に設計する必要があります。さもないと、ヒューズが切れてしまいます。
また、熱自体も問題です。短波長の赤外線は強力です。適切でない材料を使用すると、時間が経つにつれて劣化したり変形したりします。機械のフレームをしっかりと保つためには、石英や高温耐性のある合金を使用する必要があります。
赤外線加熱に切り替えることで、長いウォームアップ時間がなくなり、加熱エリアの混乱も解消されます。これにより、熱という変動要素を実際にコントロールできるものに変えることができます。