Как добиться максимальной передачи тепла на пластину
Когда вы работаете в вакууме, возникает проблема: конвекция отсутствует. Нет воздуха, который мог бы переносить тепло. Остается только излучение, и именно здесь все становится сложным.
Если вы разрабатываете инфракрасный нагреватель для пластин, вашим главным врагом является утечка энергии. Вы не хотите, чтобы ценная энергия уходила в стены камеры. Вы хотите, чтобы она достигала самой пластины.
Почему мы используем золото
Возможно, вам захочется использовать полированный алюминий или нержавеющую сталь. Не делайте этого – они поглощают слишком много энергии. Мы используем покрытия из высокочистого золота. Почему? Потому что золото отлично справляется с задачей отражения инфракрасного излучения – более 98% излучения отражается обратно. Обернув нагревательный элемент золотом, мы фактически говорим теплу: «Не уходите к вакуумным насосам или к корпусу устройства. Возвращайтесь к пластине». Это означает, что каждый ватт энергии действительно приносит пользу.
Фокусировка тепла
Но одного лишь отражения света недостаточно. Нам нужно направить тепло в определенное место. С помощью изогнутых поверхностей из золота мы можем создать зону с высокой температурой. Это значительно ускоряет процесс нагрева, а также обеспечивает равномерное распределение тепла по всей пластине.
Самое лучшее заключается в том, что можно достичь высокой плотности тепла без необходимости повышать напряжение до критических значений, что может привести к повреждению нагревательного элемента.
Недостатки
Золото – это отличный материал, но он крайне хрупкий. Нельзя использовать абразивные средства или агрессивные химикаты для очистки отражающих поверхностей. Это приведет к снятию покрытия. Кроме того, из-за высокой концентрации тепла необходимо контролировать тепловую массу пластины. В противном случае могут возникнуть локальные точки высокой температуры.
Если вы создаете систему для высокоскоростного термообработания, то использование золотого покрытия – это лучший выбор. Это сокращает время нагрева и предотвращает расточительство энергии. Еще один совет: тщательно проверьте крепления. Не допускайте трения механических элементов о покрытые поверхности.