เหตุใดเราจึงเปลี่ยนมาใช้เตาอบแบบอินฟราเรดแทนเตาอบแบบใช้ความร้อนจากตัวต้านทานในการผลิตคาร์บอนนาโนทิวบ์
หากคุณเคยมีประสบการณ์ในการผลิตคาร์บอนนาโนทิวบ์มาก่อน คุณคงรู้ดีถึงความยากลำบากในกระบวนการนี้ คุณต้องควบคุมอุณหภูมิให้แม่นยำ เพื่อให้ได้คุณภาพของคาร์บอนนาโนทิวบ์ที่ดี แต่เตาอบแบบใช้ความร้อนจากตัวต้านทานนั้นไม่ค่อยมีประสิทธิภาพเท่าไหร่ มันสิ้นเปลืองพลังงานมากในการให้ความร้อนกับห้องเตาอบทั้งหมด ทั้งที่จริงแล้วเราสนใจแค่พื้นที่ที่ใช้ในการผลิตเท่านั้น
นั่นคือเหตุผลที่เราเปลี่ยนมาใช้หลอดไฟอินฟราเรดแทน แทนที่จะให้ความร้อนกับพื้นที่ทั้งหมด เราก็เลือกที่จะให้ความร้อนเฉพาะจุดที่ต้องการเท่านั้น วิธีนี้ทำให้กระบวนการผลิตมีประสิทธิภาพมากขึ้น และยังช่วยลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานได้อีกด้วย
การควบคุมอุณหภูมิให้เหมาะสม
สิ่งสำคัญในการผลิตคาร์บอนนาโนทิวบ์ก็คืออัตราการเพิ่มอุณหภูมิของตัวเร่งปฏิกิริยา หากอัตราการเพิ่มอุณหภูมิช้าเกินไป คุณภาพของคาร์บอนนาโนทิวบ์ก็จะลดลง
ตัวต้านทานไม่สามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ระบบอินฟราเรดนั้นสามารถให้ความร้อนได้อย่างรวดเร็ว การที่เราสามารถให้ความร้อนเฉพาะจุดที่ต้องการ ก็ช่วยลดการสิ้นเปลืองพลังงานได้ นอกจากนี้ หลอดไฟอินฟราเรดยังช่วยให้เราสามารถลดขนาดพื้นที่ที่ต้องให้ความร้อนได้ ดังนั้นเราจึงไม่จำเป็นต้องใช้ก๊าซมากนัก ซึ่งก็ช่วยลดภาระของปั๊มสุญญากาศได้อีกด้วย
ปัญหาที่ต้องระวัง (ด้านฮาร์ดแวร์)
การใช้หลอดไฟอินฟราเรดไม่ใช่เรื่องง่ายเสมอไป คุณต้องระมัดระวังเรื่องการเชื่อมต่อสายไฟให้ดี หากแหล่งจ่ายไฟไม่มีความเสถียร ก็จะเกิดปัญหาเรื่องความผันผวนของอุณหภูมิ ซึ่งจะส่งผลเสียต่อคุณภาพของคาร์บอนนาโนทิวบ์
เราใช้ภาชนะที่ทำจากควอตซ์เพื่อป้องกันไม่ให้ก๊าซที่มีความกัดกร่อนทำลายอุปกรณ์ แต่ปัญหาที่สำคัญกว่าคือเรื่องการระบายความร้อน คุณต้องมั่นใจว่าระบบระบายความร้อนมีประสิทธิภาพ หากระบบระบายความร้อนไม่ดีพอ หลอดไฟก็จะร้อนเกินไป และอาจทำให้ตัวเชื่อมต่อเสียหายได้
การทำให้โรงงานมีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น
การเปลี่ยนมาใช้หลอดไฟอินฟราเรดช่วยให้เราสามารถลดการใช้พลังงานได้มาก ระยะเวลาในการผลิตก็สั้นลง คุณไม่จำเป็นต้องใช้เวลานานในการให้ความร้อนกับระบบในช่วงเปลี่ยนกะ ดังนั้นค่าไฟฟ้าก็จะไม่สูงเกินไป นี่เป็นวิธีที่ดีในการบรรลุเป้าหมายด้านความยั่งยืน โดยไม่ต้องชะลอการผลิตลง
ข้อเสียเพียงอย่างเดียวก็คือ ระบบควบคุมอุณหภูมิอาจมีความซับซ้อนมากขึ้น คุณจำเป็นต้องใช้ตัวควบคุม PID ที่มีความเร็วสูงเพื่อรักษาความเสถียรของอุณหภูมิ หากไม่ทำเช่นนั้น อุณหภูมิก็อาจสูงเกินไป และทำให้คาร์บอนนาโนทิวบ์เสียหายได้ แต่เมื่อคุณปรับระบบให้เหมาะสมแล้ว ก็จะได้ผลลัพธ์ที่ดีมาก