การใช้ความร้อนแบบอินฟราเรดเทียบกับการใช้ลมร้อน: วิธีเร่งกระบวนการสร้างคาร์บอนนาโนทิวบ์
หากคุณกำลังทำงานเกี่ยวกับการสร้างคาร์บอนนาโนทิวบ์ คุณก็คงรู้ดีว่า ทุกอย่างขึ้นอยู่กับการควบคุมอุณหภูมิให้แม่นยำ เพื่อให้ตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ และทำให้คาร์บอนนาโนทิวบ์เติบโตขึ้นได้
มาหลายปีแล้วที่เราส่วนใหญ่ยังคงใช้วิธีการใช้ลมร้อนในการให้ความร้อน แต่เมื่อไม่นานมานี้ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรม半導体 ผู้คนเริ่มเปลี่ยนมาใช้เครื่องทำความร้อนแบบอินฟราเรดแทน เหตุใดล่ะ? เพราะการรอให้อากาศร้อนขึ้นนั้นเป็นการสิ้นเปลืองเวลาอย่างมาก
ปัญหาของการใช้ลมร้อน
ลองนึกดูว่ากระบวนการถ่ายเทความร้อนนั้นเป็นอย่างไร คุณต้องให้ความร้อนกับอากาศก่อน จากนั้นอากาศก็จะนำความร้อนไปให้กับผนังห้อง และจากนั้นความร้อนจึงจะไปถึงวัสดุที่เราต้องการให้ร้อน มันเหมือนกับการพยายามทำให้บ้านอุ่นขึ้นโดยการให้ความร้อนกับระเบียงก่อน
วิธีนี้ทำให้เกิดความล่าช้า และการทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นก็ใช้เวลานานมาก ในขณะที่การใช้ความร้อนแบบอินฟราเรดนั้นไม่มีขั้นตอนกลางๆ เลย มันใช้รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อส่งพลังงานตรงไปยังวัสดุที่เราต้องการให้ร้อน วิธีนี้รวดเร็วกว่ามาก
ความเร็วและความแม่นยำ
ด้วยการใช้ความร้อนแบบอินฟราเรด คุณสามารถทำให้อุณหภูมิถึงจุดที่ต้องการได้ภายในไม่กี่วินาทีเท่านั้น นี่เป็นข้อได้เปรียบอย่างมาก เพราะมันช่วยให้คุณสามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำ และทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิได้อย่างชัดเจน
ข้อได้เปรียบอีกอย่างคือ “เวลาที่ใช้ในการให้ความร้อน” เนื่องจากคุณไม่ต้องรอให้อุณหภูมิของวัสดุสูงขึ้นอย่างช้าๆ คุณจึงสามารถประมวลผลแผ่นวัสดุได้มากขึ้นในแต่ละชั่วโมง
ข้อเสีย (เพราะมักจะมีข้อเสียเสมอ)
อย่างไรก็ตาม คุณไม่สามารถเปลี่ยนเครื่องทำความร้อนเพียงอย่างเดียวแล้วก็จบเรื่องได้ การใช้ความร้อนแบบอินฟราเรดนั้นต้องมีการปรับตำแหน่งให้เหมาะสม เพราะหากวัสดุอยู่ไม่ตรงกลาง ก็จะเกิดจุดร้อนขึ้น จุดร้อนเหล่านี้อาจทำลายตัวเร่งปฏิกิริยาได้ หรือทำให้คาร์บอนนาโนทิวบ์มีความหนาแน่นไม่สม่ำเสมอ คุณจึงต้องใช้เวลามากในการปรับตำแหน่งของเครื่องทำความร้อนให้เหมาะสม
นอกจากนี้ ยังมีปัญหาเรื่องความเครียดที่เกิดขึ้นกับวัสดุอีกด้วย เนื่องจากความร้อนแบบอินฟราเรดมีความรุนแรงมาก จึงส่งผลให้วัสดุมีความเสี่ยงสูงในการถูกทำลาย คุณจึงไม่สามารถเพิ่มกำลังไฟไปที่ 100% ได้เลย คุณจำเป็นต้องมีตัวควบคุม PID ที่สามารถปรับตัวตามความเร็วในการตอบสนองของเครื่องทำความร้อนได้ มิฉะนั้น คุณอาจทำให้อุณหภูมิสูงเกินไป และทำลายผลลัพธ์ที่ได้ได้
แน่นอนว่าการใช้ความร้อนแบบอินฟราเรดนั้นมีขนาดเล็กกว่าระบบใช้ลมร้อน แต่คุณก็จะต้องใช้เวลามากในการปรับแต่งระบบให้เหมาะสม