Hygiene bei der Herstellung von CNT-Materialien: Erreichung von Klasse-100-Standards
Wenn Sie bereits mit Kohlenstoffnanoröhren gearbeitet haben, kennen Sie die Herausforderungen. Schon ein winziger Staubkorn oder geringe Mengen an Gasen können dazu führen, dass der gesamte Herstellungsprozess fehlschlägt. Man benötigt Wärme – doch diese muss unter idealen Bedingungen erzeugt werden, also in einer sauberen Umgebung.
Deshalb verwenden wir Infrarotlampen aus hochreinem Quarz. Die meisten Standardheizelemente neigen dazu, beim Erhitzen und Abkühlen Partikel abzusondern. Das ist ein echtes Problem für die Reinheit des Materials. Unsere Quarzlampen verhalten sich dagegen ganz anders.
Der Kampf gegen Kontaminationen
Wir verwenden für diese Lampen hochreines Gefügssilizium. Das ist eine kluge Entscheidung – schließlich kristallisiert dieses Material nicht, wenn es heiß wird. Dadurch entsteht kein „Ablösungs-Effekt“ wie bei Heizelementen aus Metall. Zudem reinigen wir den Quarz chemisch, bis er die Anforderungen der Klasse 100 (ISO 5) erfüllt.
Auch bei den Klebstoffen sind wir wählerisch. Hier finden Sie keine organischen Bindemittel oder billige Klebstoffe. Stattdessen verwenden wir inorganische Dichtstoffe. Warum? Weil man auf keinen Fall möchte, dass die Lampen volatile organische Verbindungen in die Vakuumkammer abgeben, sobald die Temperatur erhöht wird.
Wärme und ihre Herausforderungen
Diese Lampen nutzen Kurzwellen-Infrarotstrahlung. Der Vorteil hier ist die Geschwindigkeit: Das Substrat kann schnell erhitzt werden. Dadurch verbringen die CNTs weniger Zeit in extremen Temperaturen – dadurch können störende strukturelle Defekte vermieden werden.
Allerdings stellt die konzentrierte Energie in einem so kleinen Raum eine Herausforderung dar. Der Kühlmechanismus muss daher besonders effektiv sein. Wenn die Kühlelemente nicht in der Lage sind, die Wärme vom Ende der Lampe wegzuführen, können die Dichtungen beschädigt werden. Es handelt sich dabei um einen Kompromiss – man muss jedoch damit rechnen.
Installation
Wir haben diese Lampen so gestaltet, dass sie direkt als Ersatz für die vorhandenen Lampen verwendet werden können. Die Dichtungen sind fest und die elektrischen Anschlüsse sind für Hochvakuumumgebungen geeignet – es gibt hier keine Probleme mit Funkenbildung.
Wir haben das Design bewusst einfach gehalten. Dadurch wird im Inneren der Kammer mehr Platz geschaffen – dadurch haben Sie mehr Platz für die Halterungen des Substrats sowie die Gasleitungen. Verbinden Sie die Lampe einfach mit einem präzisen PID-Controller. Sobald die Temperatur genau kontrolliert werden kann, bleibt der Durchmesser sowie die Reinheit der Nanoröhren jederzeit konstant.