Améliorer la manière dont nous produisons des nanotubes de carbone
La production de nanotubes de carbone dépend entièrement de la température atteinte. Si vous ne parvenez pas à obtenir la température idéale, vos catalyseurs ne s’activeront pas, et toute la production sera perdue. Pendant longtemps, nous avons utilisé ces grands fours résistifs, mais nous les avons remplacés par des systèmes à rayonnement infrarouge à ondes courtes. C’est une méthode plus efficace, qui permet de réduire considérablement la consommation d’énergie.
Pourquoi le rayonnement infrarouge est la meilleure solution
En réalité, les fours traditionnels chauffent l’air, ce qui a pour effet de chauffer également la pièce métallique elle-même. C’est beaucoup d’énergie gaspillée juste pour réchauffer un grand coffre métallique. Le rayonnement infrarouge, lui, utilise des radiations pour chauffer directement le substrat. Cela permet d’atteindre des températures élevées en quelques secondes seulement. De plus, cela évite que le système ne fonctionne inutilement, ce qui réduit encore plus la consommation d’énergie. On obtient ainsi un profil thermique beaucoup plus précis, ce qui rend le processus de production beaucoup plus efficace.
Une précaution importante
Comme nous cherchons à accélérer les cycles de production, la consommation d’énergie peut augmenter rapidement. Il est donc important de s’assurer que vos unités électriques peuvent supporter cette charge initiale, sinon vous risquez de faire sauter les disjoncteurs en permanence.
Les équipements utilisés
Nous utilisons des émetteurs à base de quartz et d’halogènes pour cela. Le quartz est idéal, car il ne se déforme pas même lorsque les températures deviennent très élevées. De plus, le cycle halogène empêche les filaments de brûler trop rapidement. Nous utilisons généralement des connecteurs R7 ou Sk15 : ils sont fiables et s’intègrent facilement dans la plupart des boîtiers infrarouges standards.
Personnalisation des émetteurs
Nous pouvons même recouvrir les émetteurs afin de modifier la nature de la lumière émise. En utilisant un revêtement sélectif, nous pouvons diriger l’énergie directement vers la couche catalytique du wafer. Cela évite que les composants environnants ne absorbent inutilement de la chaleur.
La réalité
Le passage au rayonnement infrarouge est une bonne chose pour la planète, car cela permet de consommer bien moins d’énergie par wafer. C’est donc une méthode beaucoup plus écologique pour gérer une usine. Mais ce n’est pas parfait. Le rayonnement infrarouge nécessite une ligne de vision directe entre la lampe et le substrat. Si le substrat n’est pas parfaitement plat ou si la lampe est légèrement décalée, des zones froides apparaîtront. Cela entraînera des variations dans le taux de croissance des nanotubes, ce qui pose problème. Pour éviter cela, il est nécessaire d’utiliser un support solide pour maintenir tout en place.